三种利用核动力的方法中,最疯狂的应该就是利用核弹爆炸推进了。
更疯狂的是,米帝还真试图搞出来玩玩。
1955年,有个猎户座计划的项目。
简单的是说,就是在飞船屁股后面不断引爆核弹来获得驱动力。
飞船起飞时爆炸的原子弹当量为0.1千吨,每1秒钟就抛出一个,而当飞船加快到一定速度后,将下降到每10秒爆炸一枚2万吨当量的原子弹。
最初计划携带2千颗原子弹,利用它把宇航员于1965年送往火星,1970年送到土星。船上可以装载150人,以及数千吨的载重。
按照计划,猎户座太空飞船只需125天就能往返火星。
米国科学家已经围绕这个计划做了许多实验,比如1959年11月进行了一次100米高度的飞行,共爆炸6枚化学炸弹。这次实验证明脉冲飞行是可以稳定进行的。
然而,这个设想却有一个最大的缺点,核辐射尘污染。在1963年米毛签定禁止大气层核试验条约之后,猎户座计划研究于1965年终止。
以上都是工质型推进。也就是说需要向外喷射工作介质,飞船才能得作用力动起来。至于光帆,那是有工作介质喷过来推动的,道理一样。
即便手电筒、探照灯都可以看做是工质发动机。工质就是光子。只不过不用专门携带而已。
前几年出来个新闻,米帝有家实验室号称搞出了无工质型发动机。
无工质发动机,顾名思义,就是不需要工作物质。
然而兔国的西工大早已看穿了一切。
简单的说,他们是玩电磁波的。就是微波炉用的东西。声称把微波在密闭腔内来回反射就能产生推力。
换句话说,按他们的道理,把微波炉腔体变一变,通上电就应该看见微波炉自己跑起来了……
牛牛国也曾玩过,但是现在已经没有团队了,政府早撤资了。
兔国也没有国家队了,现在只有个业余团队在捣腾。
至于米帝那个,据说是在某人太太的起居室做出来的。
无工质推进典型的违反了基本物理定律,不过是另一种永动机罢了。除非物理学有什么新的突破。
有人说,貌似电磁场动量守恒方程实际上是推翻了动量守恒定律?
晕,难道要让一个连六百全勤都混不上的扑街来解答?
“无工质推进”这个概念本身就不靠谱。电动车也没有工质,利用地面的反作用力照样跑。
有那瞎折腾的时间不如研究下自行车的问题。一百多年了,无数人探讨了自行车行驶的稳定性,提出了各种模型,到现在都没有统一答案。
言归正传,在理解了工质与非工质的基础上,下面该轮到巴萨德冲压发动机出场了。
巴萨德冲压发动机完全是科学家的构想,可以把这种飞船想象成只带了一点汽油出发的汽车,沿途不停的加油,还不给钱。区别只是这个汽油是“氢”还是“反物质”。
这种推进器算是一种核聚变发动机,它利用巨大的电磁场作为漏斗来收集星际空间中的氢,用来做核聚变燃料。据计算,飞船由此可以达到光速的16%。
这种技术的应用难点有很多。
第一,飞船的速度必须要达到光速的6%才能让发动机开始工作,因为只有这样才能让氢收集器收集到足够的氢作为燃料。
第二,目前人类用于核聚变的并非氢原子或氢离子而是氢的同位素氘、氚。但氘的含量可能只占宇宙氢的2%。
第三,星际物质的密度是极其稀薄的。以氢原子计算,银河系的星云之间平均每立方厘米只有1个氢原子,而比较高密度的星云也只能达到每立方厘米100个氢原子。
所以,磁场漏斗的直径需要高达数万公里以获取足够的燃料。对于目前的人类而言这是不可能完成的工程。
还有第四……第五……第六……总之,难点很多。
后来还有些巴萨德冲压发动机的改进型,用激光驱动惯性约束核聚变,用氕和锂6聚变,用反物质的等等。
昏昏欲睡中的张岳总算听到了几个比较熟悉的词,这时他忽然下意识的大声说道:“你看,我就说应该去月球逛逛吧,那上面用于核聚变的氘和氚丰富的很。”
与会众人被他吓了一跳。
大张踢了张岳一脚,然后说道:“院长,您继续讲。”
院长笑着点了点头,继续说道:“目前,我们对可控核聚变已经有了一些心得,正在制造原型机。但是……”
但是,将来开机试验比较麻烦。
万一出现了不可测的意外,比如爆炸了,会不会对飞船造成不可挽回的伤害?
很多其他实验都有相同的担心,比如金属氢等等。
飞船上面带了六个轨道舱,专家们的意思,有危险的小型实验可以放到轨道舱里进行。
像核聚变这种装置太大的,可以先行造一个简易太空舱,到时候再去太空里进行实验。
组长说道:“你们是专家,你们是人类未来的希望。所以相关工作必须慎之又慎,一定要经过仔细论证后再进行。”
张岳又跑出来混存在感,“院长,咱们的核聚变用的什么燃料?烧石头行不行?”
院长笑了笑,“暂时还不行。烧石头的是重聚变。”
对于物理学和化学来说,序数26铁元素以后的均为重元素。
而在天文学中,重元素是指除氢、氦以外的所有元素。
重聚变,就是由重元素进行的核聚变。
常说的聚变指的是轻核聚变,即氢聚变反应变为氦放出巨大能量,这也是太阳产生能量的主要方式。
人类能做到的还只是利用氢进行的不可控核聚变,比如把氢的同位素氘和氚,聚变成氦元素氢弹。
但氦并不是核聚变的终点,可以把氦继续聚变到锂,把锂聚变到铍,接连聚变到碳氦可碳继续聚变生成硅。
硅当然也不是核聚变的终点,大质量恒星后期的聚变反应就是“重聚变”。从硅开始,还有硫、氩、钙、钛、铬、铁。
理论上26号元素铁之前都可聚变,但临界条件目前人类技术不可能达到。
比如太阳是二代恒星,太阳系上一代恒星爆炸才有的如此丰富的重核,而现在太阳内部条件还不足以使氦聚变。宇宙中有无限可能,但事实上我们人类能接触的现在就这样了。
重聚变释放出的能量,比氢弹爆炸释放的能量要大很多很多。当然重聚变需要的条件也要大得多才能实现。
后面的重核聚变释放的能量是很少的,事实上聚变到钙和碳这两个就没什么价值了,不停地聚变这种事情只有超级土豪如恒星才能做到。
恒星就像棵洋葱,从里到外依次是fe、si、ne、o、c、he、h等,外层元素的聚变导致fe核心越来越大,引力作用最终打破电子简并的热抗衡作用,造成急剧的引力坍塌,即超新星爆炸!恒星自寻死路的结果,就变成了红巨星、白矮星、中子星之类的东东。
总之,重元素聚变,可能吗?
原子序数比铁小的元素都可行。
重元素聚变,办得到吗?
能办到的话人类就不用流浪了,估计戴森球都能造出来了,星际航行不在话下。
轻元素聚变不够用吗?
轻元素聚变里把氘氚玩遛了,太阳系随便跑,再往远就有点困难了。
毕竟地球上的石头(硅)又多又好挖,大海里那点水估计不够用的。至于目前人类已经掌握的裂变堆,作为动力实在是惨不忍睹了。
至于如何实现可控“重聚变”,也许可以去问问刘电工……