冲出地球！等离子体火箭，充电就能轻松去火星(3)

2024-06-15 来源:旧番剧

等离子体火箭发动机工作原理图。｜来自网络
经推算，安装上等离子体火箭，太空飞船的速度可达每小时约19.8万公里。相比于传统火箭用250天时间送宇航员到达火星，等离子体火箭最快可以让宇航员在39天内到达火星，节省大量的燃料、食物、水、空气，宇航员也能摆脱长时间的宇宙射线辐射。
那么，等离子体火箭到底是如何获得这么高的推进效率呢？这与等离子体被加速的机制有关。
神奇的磁重联机制，从磁场中要能量
等离子体火箭在发动机工作的全过程中，主要利用磁重联机制加速、加热等离子体束流。
什么是磁重联呢？其实，磁重联是太阳上一个非常重要的快速释放磁能的过程，太阳爆发事件几乎都和磁重联有关，例如耀斑、日冕物质抛射、喷流等。而且不仅是太阳上，在地球大气层和托卡马克核聚变反应堆内也能看到磁重联现象。
在磁重联过程中，多组方向相反的磁力线相互靠近，并重新连接形成新磁力线。等离子体火箭利用磁场变化带动磁力线连接和断开，将磁能转化为等离子体的动能、热能和粒子加速度。
但磁重联过程需要有足够大的电能支撑，等离子体火箭需要的电能近数百千瓦。这么大的电能从哪里来？选择何种供电方式才能满足需求呢？
巨大电能从哪儿来？核能？太阳？
1）核反应堆供电
目前认为，最好的动力来源是核反应堆，因此我们可以设想，等离子体火箭最终将是一个核电火箭发动机。用核裂变反应堆为等离子体火箭提供电力，能轻松将人们带到火星。
就目前情况而言，等离子发动机的推力仍旧比不上传统火箭，很难将有效载荷从地球带到近地轨道。不过到了近地轨道，等离子发动机的优势就能显现：如果能够将动力升至200千瓦，将足够提供大约0.45千克的推力——相比火箭的重量，这听起来轻如羽毛，但在太空中，0.45千克的推力可以驱动2吨重的货物。