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NASA開發僅需數十毫克燃料的反物質飛船

[ 2006-04-20 11:11 ]

 

反物質飛船優勢多多

  美國新墨西哥州圣大菲正電子研究公司(Positronics Research)杰拉爾德·史密斯博士說:“最為顯著的優勢是正電子動力飛船具有更高的安全性”。目前的火星參數任務(Mars Reference Mission)要求核反應堆將飛船推進至火星。這種方式之所以值得期待,是因為核動力推進可以減少飛船到達火星的時間,這樣一來,由于宇航員暴露于宇宙射線的時間減少,從而提高了安全性。此外,化學動力飛船要重得多,且發射成本也更為昂貴。核反應堆也需提供夠執行三年探測任務的充足動力。但是,核反應堆性質復雜,所以在執行任務過程中更有可能發生一些潛在危險。作為領導先進概念研究所反物質飛船研究的科學家,史密斯博士 說:“正電子反應堆在能提供相同優勢的前提下,運作起來也要相對簡單。”

  同時,核反應堆即使在燃料用盡后仍帶有放射性。當飛船到達火星后,“火星意義任務”的計劃是指引反應堆進入百萬年都不會與地球相遇的一條軌道,那時,殘留輻射將降低至安全水平。相反,據反物質飛船設計小組介紹,正電子反應堆在燃料用盡之后也不具有任何殘留輻射,因而,即便是廢棄的正電子反應堆意外落到地球,人們也不必擔心存在安全隱患。

  同樣,正電子動力飛船的發射也更為安全。倘若攜帶核反應堆的火箭發生爆炸,它將向大氣層中釋放大量放射性粒子。史密斯博士說:“我們的正電子動力飛船即便爆炸,只會釋放一道伽馬射線光,但伽馬射線會在瞬間消失,不會有任何放射性顆粒隨風漂移。而那道光也會限制在相對小的區域內,飛船周圍約一公里的范圍會是危險區。一枚普通的大型化學火箭爆炸后會形成一個火球,其危險區域同樣也是一公里左右。”

  正電子動力飛船的另一個顯著優點是速度。“火星意義任務”飛船到達火星將需要180天左右。正電子研究公司工程師科比·邁耶說:“諸如氣核和燒蝕發動機等先進設計將令飛船在90天、甚至45天內將宇航員送上火星。”先進的燒蝕發動機通過熱行(運轉用熱)實現上述目標,這種推進方式可增加發動機功效或“比沖量”(Isp),比沖量是指火箭發動機單位質量推進劑所產生的沖量:比沖量越高,飛船在耗盡燃料前行進的速度越快。像美宇航局航天飛機主發動機等最為先進的化學燃料火箭發動機,每磅燃料能產生一磅推動力,持續450秒。核反應堆或正電子反應堆的這一數據則會達到900秒。燒蝕發動機通過自身緩慢蒸發產生推力,其比沖量更高。


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