星际旅行的发动机 萧楠 人类最熟悉的宇宙发动机应当火箭发动机,加加林利用这种发动机进入太空,阿姆斯特朗和奥尔德林利用这种发动机登上月球,先驱者和旅行者探测器利用这种 发动机飞出太阳系。不过这种发动机的缺点是明显的,化学燃料占据的体积和重量太大而推力则太小,效率有限。科幻小说和电影也都觉得这种发动机太落后,所以想出了各种更先进的发动机:核发动机、星际冲压发动机、反物质发动机、离子发动机、光子发动机,甚至想到了利用恒星的光压和恒星风来在宇宙中扬起光帆航行。 不过,科技永远在追赶科幻,上述的飞船推动方式有的已经成为现实,有的正在实验,科幻与现实之间的界限正在淡化。我下面将对这些处于科幻与现实之间的动力方式做个介绍,看完文章 大家 可 以点击 这里 投 票 选 择 一 个,看如 果 你 成为一 艘 星际船的船长 ,会 选 择 哪种发动机。 在开 始 之前 ,首 先解 释 两 个后边 要 多 次 用到的名 词 : “比 冲量”(specific impulse):“比 冲量”是动力学家 衡 量火箭引 擎 效率的一 种标 准 量,它是火箭产 生 的推力乘 以工 作 时 间再 除 以消 耗 掉 的总 燃料质量。如 果 力和质量都用千 克 ,比 冲量的单 位 就 是秒 。可 以理 解 为火箭发动机利用一 公 斤 燃料可 以持 续 多 少 秒 一 直 产 生 一 公 斤 的推力。 比 冲量越 高 ,火箭的总 动力越 大,最终 的速 度 越 快 ,典 型 的固 体火箭发动机的比 冲量可以达 到 290 秒 ,液 体火箭主 发动机的比 冲量则是300 至 453 秒 。 推重比 (thrust-to-weight ratio即 T/W):推进系统 未 必 是产 生 推力越 大越 好 ,需 要 看该 推进系统 的重量。推重比 是发动机推力与发动机重量的比 值 。 一 、核动力发动机 说到未 来的宇航动力,人们 恐 怕 首 先会 想到核动力,我们 目 前 化学燃料的火箭推力太小,所以每 次 发射 必 须 寻 找 合 适 的发射 窗 口 ,以便 利用行星的引 力来加速 ,使 得它 们 能 真 正飞往宇宙深 处,到目 前 为止 ,人类发射 的所有深 空探测器没 有一 个不利用行星的引 力。这自 然 是个聪 明的办 法 ,但 是毕 竟 只 是无 奈 的变 通 方式,很 消 耗 时 间,而且 受 到的航线 限制 太多 。安装 核动力的飞船和探测器...