第一百九十八章 电动机（二）

    现在的航天系统分为化学推进和电推进两种系统，我国几乎都是使用的化学推进系统。但是电推进比化学推进有以下的优点。

    电推进不受化学推进剂可释放化学能大小的限制，经验表明一般化学推进剂的能量为70MJ/kg，电推进则不受这些限制，它理论上可以达到任何能量。

    电推进的比冲比化学推进的比冲高很多。

    相对于裸露在外的推进剂储箱，化学火箭的发动机看上去很小，但它的胃口很大，吃得多，干活的效率却不高。

    这种发动机吞噬掉海量能源，只能提供短期动力——储存的燃料很快就会被用完，推进器马上被当成垃圾扔掉。化学火箭的大部分燃料被用来摆脱地球引力，剩余的一点则被用来推动火箭进行“太空滑行”。火箭飞往目的地，便只能依靠惯性。对于星际飞行来说，这种引擎显然力不从心。

    “土星5号”就是典型代表。它的第一级装有2075吨液氧煤油推进剂。一旦发动机点火，它可以在2分34秒内全部“喝”完这些“饮料”。高温气体以2900米/秒的速度喷射，却仅仅够将47吨的有效载荷送上月球。在全部能够产生的3500吨推力中，很大一部分被用来“拖”起火箭自身和2000多吨燃料。所以它的“比冲量”并不高，推进效率极其低下。这就是为什么要将一个质量很小的人送上太空，却必须使用一枚巨大火箭的原因。

    等离子发动机，或者俗称的“离子推进器”，采取了一种和化学火箭完全不同的设计思路。它使用洛伦兹力让带电原子或离子加速通过磁场，来反向驱动航天器，和粒子加速器与轨道炮都是同样的原理。

    等离子火箭在一定时间内提供的推力相对较少，然后一旦进入太空，它们就会像有顺风助阵的帆船，逐渐加速飞行，直至速度超过化学火箭。

    实际上，迄今已有多个太空探测任务采用等离子发动机，比如米国宇航局探测小行星的“黎明号”探测器和日本探测彗星的“隼鸟号”探测器。不过这些已经进入实用阶段的等离子发动机都很迷你，推力和加速度都很小，只能用于辅助。但它们在太空中的表现能够弥补这个缺陷，优越的比冲量，也就是能用更少的燃料提供更多的动力，使它最终能把传统的化学火箭远远抛在身后。

    正是这一原因，使得等离子发动机成为了航天界新的宠儿。

    杨凡也很看好这一发动机技术，因为从“历史”来看，电推动才是未来。

    虽然离子发动机的推力现在仍旧比不上传统的火箭发动机那么高，不适合做火箭的第一级发动机，很难将有效载荷从地球带到近地轨道。

    但在将来，随着等离子发动机技术的发展，更大推力的等离子发动机技术必将出现，传统的火箭发动机必将淘汰，等离子发动机替代传统火箭发动机成为常理。

    当然，更大推力的等离子发动机就必须要更大的电源提供动力了，目前科学家们还在考虑，是采用核动力还是太阳能，核动力核裂变反应堆，太阳能则采用巨大的太阳能电池板。

    但太阳能电池板的效率不够高，目前来看，还不可靠，唯一剩下来的选择，那就只有核电了。

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