返回第165章 科幻引擎(二)  本书记载了宇宙的终极真相首页

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月之前就已问世,此后不断改进,衍生出多种类型,其排气速度最高可达目前最先进化学火箭燃料的 10 倍。

    不过,与大多数电动推进技术一样,霍尔效应推进器面临着 “高推力” 与 “高效率” 的权衡 —— 它的推力非常小。目前已制造出的功率最大的霍尔效应推进器是美国密歇根大学研发的 100 千瓦推进器,其质量为 230 千克,推力却仅为 5.4 牛。

    根据牛顿第二定律(力 = 质量 × 加速度),若不考虑电源等其他设备的质量,该推进器自身的加速度仅约为 0.0022 米 / 秒 ,比地球重力场中的自由落体加速度慢约 4500 倍。因此,霍尔效应推进器无法用于航天器的地面起飞。

    然而,若能持续加速,其最终速度依然可观:

    · 持续加速一天,速度可达 190 米 / 秒;

    · 持续加速一个月,速度接近 6 千米 / 秒;

    · 若燃料充足,持续加速一年,速度可达到 70 千米 / 秒。

    相关条目:离子推进器(Ion Drive)、可变比冲磁等离子体火箭(VASIMR)

    加粗 - 霍金辐射推进器

    霍金辐射推进器利用小型黑洞产生的霍金辐射来驱动光子火箭。

    根据理论,黑洞会随着时间的推移逐渐 “蒸发”,并主要以光子的形式释放能量,且质量越小的黑洞,蒸发速度越快:

    · 一个质量为 1 百万吨的黑洞,蒸发时释放的功率可达 356 万亿瓦,其蒸发过程会缓慢加速,寿命约为 1474 年;

    · 一个质量为 100 千吨的黑洞,释放的功率是前者的 100 倍,但寿命仅为前者的千分之一,约 1.47 年。

    通常认为,霍金辐射推进器会使用质量在 100 至 1000 千吨范围内的黑洞。对于更大的航天器,不会使用单个更大质量的黑洞(因为黑洞质量越大,功率越低,尽管寿命长得多,总能量输出也更高),而是采用多个上述质量范围的黑洞。

    我们在《黑洞系列》节目中探讨了将黑洞用作航天器动力源和武器的方法,包括制造黑洞的假想技术。

    从已知物理定律来看,霍金辐射推进器的原理似乎是可行的,因此我们不一定将其归类为克拉克科技,但它确实处于克拉克科技的 “模糊边界”—— 尤其是在如何通过磁场将黑洞与航天器 “连接”,以及如何使黑洞主要以伽马射线的形式定向释放辐射(而非全向释放)方面,目前仍面临巨大挑战(因为我们尚无能够反射伽马射线的材料)。在缺乏伽马射线反射材料的情况下,只能先吸收伽马射线,再将其转化为更低频率的热能,然后利用现有材料反射这些热能以产生推力。

    再次强调,对于霍金辐射推进器而言,“更大并非更好”—— 更大的航天器只需增加黑洞的数量即可。

    此外,这并非利用黑洞作为航天器推进器或驱动航天器的唯一方法。

    加粗 - 螺旋波双层推进器

    螺旋波双层推进器(简称 HDLT)是等离子体推进器的一种,其工作原理是通过无线电波将推进剂分解为等离子体,从而使推进剂获得高速。

    它与更广为人知的可变比冲磁等离子体火箭(VASIMR)概念相似,但具有以下优势:

    · 无需像离子推进器那样担心电荷积累问题,因此不需要中和器;

    · 没有活动部件,也没有易受侵蚀的关键组件,因此维护需求低 —— 只要有电源和推进剂,就能持续工作。

    加粗 - 赫利俄斯推进器

    赫利俄斯推进器是希卡德推进器的一种变体,它结合了 “恒星提升” 技术来移动恒星。

    与传统希卡德推进器相比,赫利俄斯推进器的优势在于:

    · 加速恒星的速度更快;

    · 但缺点是恒星的最终速度更低 —— 因为它依靠加速后的等离子体作为推进剂,这一过程会导致恒星质量减少。

    赫利俄斯推进器的工作原理是:通过反射镜将恒星的光导向特定方向,而非像希卡德推进器那样将光反射到单一方向,从而使恒星表面喷发出一股炽热的物质流,就像火箭的火焰一样。

    这种技术非常适合移动可能发生超新星爆发的大型危险恒星 —— 它能在更短时间内使恒星达到星际速度,同时减少恒星质量,可能延长恒星的寿命。

    赫利俄斯推进器的一种变体设计会利用布塞曼冲压发动机,将从恒星喷出的等离子体进行核聚变反应,以产生更大的推力,这种变体被称为卡普兰推进器。

    此外,该技术还可用于提高恒星的表面温度:通过在红矮星等低温恒星的两极区域部署静态卫星反射镜,使恒星赤道区域(可能存在行星或太空栖息地)的光谱更接近太阳光谱,这种应用被称为 “恒星增
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