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)家們早已開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，要到達如此遙遠的地方，研制星際飛船必須首先考慮三個大問題：飛船要大，燃料要多，時間要長。

獵戶座核裂變飛船

早在上世紀五十年代，著名物理學(xué)家西奧多·泰勒和弗里曼·戴森就開始設(shè)計獵戶座核裂變飛船。他們認為核燃料比化學(xué)燃料強一百萬倍，因此他們設(shè)計的這款飛船采用核燃料作動力。每隔一秒鐘，在飛船尾部進行一次相當于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。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，飛船可以到達最近的半人馬星座的主星。

代達羅斯核聚變飛船

較新穎、較詳細的飛船設(shè)計要算是英國星際航行協(xié)會的代達羅斯核聚變飛船。該飛船采用強大的核聚變推進器，用激光或電子束引爆，每秒鐘進行核聚變250次。幾年后，核燃料全部耗盡時，飛船的速度可達到10%～20%的光速。然后，把燃料箱全部丟掉，飛船輕裝前進。50年后，飛船可到達距離地球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，以防護外來物的撞擊。其實，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)計了一種稱作“塵粒警報器”的裝置，向飛船正前方120英里外噴射出一股塵霧，可以使重達半噸的外來物氣化而消失。

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

恩茲曼重氫核聚變飛船

上世紀七十年代初期，美國工程師羅勃脫·恩茲曼更為大膽地設(shè)計了一種以重氫核聚變?yōu)閯恿Φ男请H飛船。計劃在飛船上儲存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)將由一個稱之為“磁瓶”的裝置發(fā)出的磁場來控制。重氫將儲存在一個巨型球體中，該球體也將用作保護連接在后面的3個柱狀圓筒的居住區(qū)。每個圓筒的長和直徑均為100碼(約91米)，分成20層，每層有100多個房間。各層能轉(zhuǎn)動，模擬地心吸力，使人能站立在地板上。

在飛船的尾部裝有24個推進機組成的推進系統(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)動機飛船

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)動機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羅斯核聚變發(fā)動機加速到l%的光速，才能開動沖壓式噴氣發(fā)動機。之后，在飛船的前方形成一個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。到達目的地后，可以把沖壓式噴氣發(fā)動機關(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)計的太空光束風(fēng)帆比巴薩德的設(shè)計更高一籌。它非但不用燃料，也不用發(fā)動機。它利用近距離圍繞太陽飛行的太陽能驅(qū)動的一個或幾個激光發(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)帆能夠攜帶一個載人飛船，并能達到50%的光速。

太空光束風(fēng)帆攜帶一具休斯式助推器同行，當折疊起來的風(fēng)帆脫離航天飛機后，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，助推器然后自動脫離。之后，風(fēng)帆自動張開，轉(zhuǎn)向太陽，吸收來自太陽的光束。風(fēng)帆有半個足球場那樣大小，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，但最終將達到每小時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載工具，并可用以探測太陽系。

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

風(fēng)帆分成二個部分：一是外圈，一是中心圓。當風(fēng)帆到達目的地后，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，我們才可能越來越接近實現(xiàn)星際旅行的星際飛船。