《流浪地球》中等離子發動機,中國早已應用,真能推動地球移動嗎

剛上映不久的電影《流浪地球》中,太陽逐漸毀滅,成為瞭地球死亡的象征,“我們要活下去”是人類永恒不變的心聲,因此人類在地球一側建造瞭10000多個地球發動機,發動機形成很多巨大的等離子體光柱,其顏色如同日光燈發出的藍白色一般,也正是這些發動機讓地球踏上瞭流浪之旅,脫離瞭毀滅的危險。其將地球打造成宇宙飛船,安裝上萬離子發動機推動也是和我國未來宇宙探索的等離子發動機如出一轍。

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電影中上萬離子發動機啟動

出品|國器

電影《流浪地球》中離子發動機在現實中已被應用

在真正的航天火箭發射中,火箭發動機尾部噴出燃燒的紅色烈焰,從表面看起來似乎比電影裡的光柱更加氣勢磅礴,然而電影中在地球建的發動機不僅吸引瞭眾多影迷的眼球,其產生的推進效果比一般的傳統機要高的多。雖然這部電影隻是一個科幻片,人類現在還不足以研制出這類發動機,但可以說作為同樣原理的發動機,在如今的衛星中發射中已得到應用,可以說人類走向更寬廣的宇宙的大任就在此類發動機之上。

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傳統化學發動機的有效負荷率僅1%

這類發動機就是未來核心——離子電推發動機,為什麼傳統化學發動機難以但此重任瞭?傳統化學發動機時期,火箭本身是很高大的,但它隻能將很小的衛星送入地球軌道,如要送到更遠的地方,要消耗大量燃料,像美國重型運載火箭土星5號,其第一節推進器就用瞭2075噸燃料才讓其脫離地球引力,剩餘的40多噸燃料才把有效負荷送上月球,僅僅不及火箭重量的1%的有效負荷,就消耗瞭成百上千的燃料來運輸,這對未來太空探索極其不利。

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直沖雲霄的發動機尾浪

中國將成為未來等離子發動機的領軍者

而離子發動機就不同於此,雖然離子發動機推力跟一張紙的重量差不多大,但它一旦進入太空之中,離子發動機就能不斷工作,將源源不斷的推力累積起來,從而實現變軌等任務。其設計思路就是利用帶電粒子和電流通過磁場,進而產生反向推力。這也是為什麼人們發射火箭依然要使用傳統化學發動機來使其脫離地球。我國長征5號將實踐17號衛星載入太空,此衛星的成功入軌也就標志的世界上首個磁聚焦霍爾電推進系統由中國自主研發出來,加上近日靈雀衛星首次采用脈沖等離子發動機,這也顯示著未來等離子發動機領域的領軍者將會是中國。

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衛星上等離子發動機

未來宇宙探索的主動力由等離子發動機提供

目前,極具期待的還屬磁等離子體力發動機,其功率可達100KW以上還有希望在太空利用核裂變產生電能,進而有更大的推力。就算如此,離子發動機的瞬時推力還遠不及化學發動機,短時間內還要依靠兩者結合來進行宇宙探索,雖然火箭的重量很高,但其載荷會有顯著提升。隨著科技的發展,利用離子發動機有望實現不在借助行星引力飛行,這樣未來的宇宙飛船將會有機會探索更深的太空奧秘,飛出太陽系不再是夢!

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