星際飛船的研發(fā)迷航

重慶市萬州區(qū)周家壩 王 淼

星際飛船的研發(fā)迷航

重慶市萬州區(qū)周家壩 王 淼

星際旅行已不僅僅是幻想了，科學(xué)家們?cè)缫验_始著手研制各種星際飛船。最近的恒星距離太陽系約25萬億英里，要到達(dá)如此遙遠(yuǎn)的地方，研制星際飛船必須首先考慮三個(gè)大問題：飛船要大，燃料要多，時(shí)間要長。

獵戶座核裂變飛船

早在上世紀(jì)五十年代，著名物理學(xué)家西奧多·泰勒和弗里曼·戴森就開始設(shè)計(jì)獵戶座核裂變飛船。他們認(rèn)為核燃料比化學(xué)燃料強(qiáng)一百萬倍，因此他們?cè)O(shè)計(jì)的這款飛船采用核燃料作動(dòng)力。每隔一秒鐘，在飛船尾部進(jìn)行一次相當(dāng)于1000噸TNT炸藥威力的核爆炸，它所產(chǎn)生的氣浪，沖向尾部的一塊巨大的推進(jìn)鋼板，鋼板能夠吸取氣浪所產(chǎn)生的震蕩，使飛船平穩(wěn)地向前推進(jìn)。飛船上裝載的核燃料可供爆炸30萬次，從而把飛船最終加速到3%的光速。130年后，飛船可以到達(dá)最近的半人馬星座的主星。

代達(dá)羅斯核聚變飛船

較新穎、較詳細(xì)的飛船設(shè)計(jì)要算是英國星際航行協(xié)會(huì)的代達(dá)羅斯核聚變飛船。該飛船采用強(qiáng)大的核聚變推進(jìn)器，用激光或電子束引爆，每秒鐘進(jìn)行核聚變250次。幾年后，核燃料全部耗盡時(shí)，飛船的速度可達(dá)到10%～20%的光速。然后，把燃料箱全部丟掉，飛船輕裝前進(jìn)。50年后，飛船可到達(dá)距離地球6光年的巴納德星系。

在該飛船的頭部裝有一塊巨大的平板，以防護(hù)外來物的撞擊。其實(shí)，一塊1克重的外來物就能把飛船擊毀。為此，科學(xué)家們又設(shè)計(jì)了一種稱作“塵粒警報(bào)器”的裝置，向飛船正前方120英里外噴射出一股塵霧，可以使重達(dá)半噸的外來物氣化而消失。

由于飛船距離地球越來越遙遠(yuǎn)，電訊的來往需時(shí)幾個(gè)月，甚至幾年。因此，在飛船上必須裝備一架能自動(dòng)做出決斷的電子裝置。在離目的地只有幾年的時(shí)間時(shí)，電子計(jì)算機(jī)就會(huì)開始檢查巴納德星系的情況，并做出決定，在某時(shí)某地向太空發(fā)射二十個(gè)探測(cè)儀器，環(huán)繞該星系飛行，并把測(cè)到的數(shù)據(jù)發(fā)回地球。然后，飛船再向更遙遠(yuǎn)的星系飛去。

恩茲曼重氫核聚變飛船

上世紀(jì)七十年代初期，美國工程師羅勃脫·恩茲曼更為大膽地設(shè)計(jì)了一種以重氫核聚變?yōu)閯?dòng)力的星際飛船。計(jì)劃在飛船上儲(chǔ)存300萬噸超冷重氫燃料，足夠飛往最近的恒星。重氫的核聚變反應(yīng)將由一個(gè)稱之為“磁瓶”的裝置發(fā)出的磁場來控制。重氫將儲(chǔ)存在一個(gè)巨型球體中，該球體也將用作保護(hù)連接在后面的3個(gè)柱狀圓筒的居住區(qū)。每個(gè)圓筒的長和直徑均為100碼(約91米)，分成20層，每層有100多個(gè)房間。各層能轉(zhuǎn)動(dòng)，模擬地心吸力，使人能站立在地板上。

在飛船的尾部裝有24個(gè)推進(jìn)機(jī)組成的推進(jìn)系統(tǒng)，把飛船的速度提高到9%的光速，使飛船在60年后，飛到半人馬星座中離地球最近的主星。

巴薩德沖壓式噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)飛船

物理學(xué)家羅勃脫·巴薩德所發(fā)明的這種沖壓式噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)飛船同其他飛船不同，它能夠自由自在地在太空中邀游，不必害怕短缺燃料。一路上，它可以利用強(qiáng)大的磁場收集太空中的氫氣，經(jīng)過聚變作用，把飛船速度提高到近于光速。

飛船身長2英里，其塔式船身首先將由代達(dá)羅斯核聚變發(fā)動(dòng)機(jī)加速到l%的光速，才能開動(dòng)沖壓式噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。之后，在飛船的前方形成一個(gè)直徑為幾千英里的巨大漏斗狀磁場，以收集氫氣作為燃料。飛船速度越快，收集氫氣的效能越高。到達(dá)目的地后，可以把沖壓式噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，并把磁場反向而形成一股排斥的力量，從而使飛船減速。

太空光束風(fēng)帆

由物理學(xué)家羅勃脫·福沃德設(shè)計(jì)的太空光束風(fēng)帆比巴薩德的設(shè)計(jì)更高一籌。它非但不用燃料，也不用發(fā)動(dòng)機(jī)。它利用近距離圍繞太陽飛行的太陽能驅(qū)動(dòng)的一個(gè)或幾個(gè)激光發(fā)生器所產(chǎn)生的巨大激光束把太空光束風(fēng)帆吹向宇宙深處。

福沃德的太空光束風(fēng)帆是一種蛛絲般的鋁絲織成的薄膜，上面密布著小于激光束的微孔，使風(fēng)帆重量降低，并能反射激光束。這種風(fēng)帆能夠攜帶一個(gè)載人飛船，并能達(dá)到50%的光速。

太空光束風(fēng)帆攜帶一具休斯式助推器同行，當(dāng)折疊起來的風(fēng)帆脫離航天飛機(jī)后，助推器把風(fēng)帆從離地球125英里～250英里處推向離地750英里～20萬英里的橢圓形軌道上，助推器然后自動(dòng)脫離。之后，風(fēng)帆自動(dòng)張開，轉(zhuǎn)向太陽，吸收來自太陽的光束。風(fēng)帆有半個(gè)足球場那樣大小，重量不到450磅。張開后的金屬薄膜風(fēng)帆受到億萬個(gè)光子的沖擊，它無拘無束地在太空中飛翔。雖然，太空光束風(fēng)帆速度的增加較為緩慢，但最終將達(dá)到每小時(shí)2萬英里的速度。由于它不需要燃料，因而是一種很理想的太空運(yùn)載工具，并可用以探測(cè)太陽系。

如果由阿里亞尼火箭發(fā)射，風(fēng)帆能夠達(dá)到22000英里的高度。攜帶的助推器可以用來把另一個(gè)風(fēng)帆發(fā)射到距離一個(gè)小行星四分之一路程的地方。

風(fēng)帆分成二個(gè)部分：一是外圈，一是中心圓。當(dāng)風(fēng)帆到達(dá)目的地后，中心圓部分將同外圈分離開來。帶有載人飛船的中心圓部分即刻倒轉(zhuǎn)過來，使傘狀風(fēng)帆承受從外圈反射回來的激光束，從而減慢速度，直到停下來。中心圓又可分為兩部分，按同樣原理，可使小中心圓攜帶載人飛船返回地球。

星際飛船的設(shè)計(jì)式樣繁多，層出不窮。科學(xué)家和工程師們必須不斷地在巨量的數(shù)據(jù)中摸索前進(jìn)，我們才可能越來越接近實(shí)現(xiàn)星際旅行的星際飛船。