第165章 科幻引擎(二)(2 / 5)
然而,若能持续加速,其最终速度依然可观:
· 持续加速一天,速度可达 190 米 / 秒;
· 持续加速一个月,速度接近 6 千米 / 秒;
· 若燃料充足,持续加速一年,速度可达到 70 千米 / 秒。
相关条目:离子推进器(ion drive)、可变比冲磁等离子体火箭(vasimr)
加粗 - 霍金辐射推进器
霍金辐射推进器利用小型黑洞產生的霍金辐射来驱动光子火箭。
根据理论,黑洞会隨著时间的推移逐渐 “蒸发”,並主要以光子的形式释放能量,且质量越小的黑洞,蒸发速度越快:
· 一个质量为 1 百万吨的黑洞,蒸发时释放的功率可达 356 万亿瓦,其蒸发过程会缓慢加速,寿命约为 1474 年;
· 一个质量为 100 千吨的黑洞,释放的功率是前者的 100 倍,但寿命仅为前者的千分之一,约 1.47 年。
通常认为,霍金辐射推进器会使用质量在 100 至 1000 千吨范围內的黑洞。对於更大的太空飞行器,不会使用单个更大质量的黑洞(因为黑洞质量越大,功率越低,儘管寿命长得多,总能量输出也更高),而是採用多个上述质量范围的黑洞。
我们在《黑洞系列》节目中探討了將黑洞用作太空飞行器动力源和武器的方法,包括製造黑洞的假想技术。
从已知物理定律来看,霍金辐射推进器的原理似乎是可行的,因此我们不一定將其归类为克拉克科技,但它確实处於克拉克科技的 “模糊边界”—— 尤其是在如何通过磁场將黑洞与太空飞行器 “连接”,以及如何使黑洞主要以伽马射线的形式定向释放辐射(而非全向释放)方面,目前仍面临巨大挑战(因为我们尚无能够反射伽马射线的材料)。在缺乏伽马射线反射材料的情况下,只能先吸收伽马射线,再將其转化为更低频率的热能,然后利用现有材料反射这些热能以產生推力。
再次强调,对於霍金辐射推进器而言,“更大並非更好”—— 更大的太空飞行器只需增加黑洞的数量即可。
此外,这並非利用黑洞作为太空飞行器推进器或驱动太空飞行器的唯一方法。
加粗 - 螺旋波双层推进器
螺旋波双层推进器(简称 hdlt)是等离子体推进器的一种,其工作原理是通过无线电波將推进剂分解为等离子体,从而使推进剂获得高速。
它与更广为人知的可变比冲磁等离子体火箭(vasimr)概念相似,但具有以下优势:
· 无需像离子推进器那样担心电荷积累问题,因此不需要中和器;
· 没有活动部件,也没有易受侵蚀的关键组件,因此维护需求低 —— 只要有电源和推进剂,就能持续工作。
加粗 - 赫利俄斯推进器
赫利俄斯推进器是希卡德推进器的一种变体,它结合了 “恆星提升” 技术来移动恆星。
与传统希卡德推进器相比,赫利俄斯推进器的优势在於:
· 加速恆星的速度更快;
· 但缺点是恆星的最终速度更低 —— 因为它依靠加速后的等离子体作为推进剂,这一过程会导致恆星质量减少。
赫利俄斯推进器的工作原理是:通过反射镜將恆星的光导向特定方向,而非像希卡德推进器那样將光反射到单一方向,从而使恆星表面喷发出一股炽热的物质流,就像火箭的火焰一样。
这种技术非常適合移动可能发生超新星爆发的大型危险恆星 —— 它能在更短时间內使恆星达到星际速度,同时减少恆星质量,可能延长恆星的寿命。
赫利俄斯推进器的一种变体设计会利用布塞曼衝压发动机,將从恆星喷出的等离子体进行核聚变反应,以產生更大的推力,这种变体被称为卡普兰推进器。
此外,该技术还可用於提高恆星的表面温度:通过在红矮星等低温恆星的两极区域部署静態卫星反射镜,使恆星赤道区域(可能存在行星或太空棲息地)的光谱更接近太阳光谱,这种应用被称为 “恆星增强”(star boosting)。
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· 持续加速一天,速度可达 190 米 / 秒;
· 持续加速一个月,速度接近 6 千米 / 秒;
· 若燃料充足,持续加速一年,速度可达到 70 千米 / 秒。
相关条目:离子推进器(ion drive)、可变比冲磁等离子体火箭(vasimr)
加粗 - 霍金辐射推进器
霍金辐射推进器利用小型黑洞產生的霍金辐射来驱动光子火箭。
根据理论,黑洞会隨著时间的推移逐渐 “蒸发”,並主要以光子的形式释放能量,且质量越小的黑洞,蒸发速度越快:
· 一个质量为 1 百万吨的黑洞,蒸发时释放的功率可达 356 万亿瓦,其蒸发过程会缓慢加速,寿命约为 1474 年;
· 一个质量为 100 千吨的黑洞,释放的功率是前者的 100 倍,但寿命仅为前者的千分之一,约 1.47 年。
通常认为,霍金辐射推进器会使用质量在 100 至 1000 千吨范围內的黑洞。对於更大的太空飞行器,不会使用单个更大质量的黑洞(因为黑洞质量越大,功率越低,儘管寿命长得多,总能量输出也更高),而是採用多个上述质量范围的黑洞。
我们在《黑洞系列》节目中探討了將黑洞用作太空飞行器动力源和武器的方法,包括製造黑洞的假想技术。
从已知物理定律来看,霍金辐射推进器的原理似乎是可行的,因此我们不一定將其归类为克拉克科技,但它確实处於克拉克科技的 “模糊边界”—— 尤其是在如何通过磁场將黑洞与太空飞行器 “连接”,以及如何使黑洞主要以伽马射线的形式定向释放辐射(而非全向释放)方面,目前仍面临巨大挑战(因为我们尚无能够反射伽马射线的材料)。在缺乏伽马射线反射材料的情况下,只能先吸收伽马射线,再將其转化为更低频率的热能,然后利用现有材料反射这些热能以產生推力。
再次强调,对於霍金辐射推进器而言,“更大並非更好”—— 更大的太空飞行器只需增加黑洞的数量即可。
此外,这並非利用黑洞作为太空飞行器推进器或驱动太空飞行器的唯一方法。
加粗 - 螺旋波双层推进器
螺旋波双层推进器(简称 hdlt)是等离子体推进器的一种,其工作原理是通过无线电波將推进剂分解为等离子体,从而使推进剂获得高速。
它与更广为人知的可变比冲磁等离子体火箭(vasimr)概念相似,但具有以下优势:
· 无需像离子推进器那样担心电荷积累问题,因此不需要中和器;
· 没有活动部件,也没有易受侵蚀的关键组件,因此维护需求低 —— 只要有电源和推进剂,就能持续工作。
加粗 - 赫利俄斯推进器
赫利俄斯推进器是希卡德推进器的一种变体,它结合了 “恆星提升” 技术来移动恆星。
与传统希卡德推进器相比,赫利俄斯推进器的优势在於:
· 加速恆星的速度更快;
· 但缺点是恆星的最终速度更低 —— 因为它依靠加速后的等离子体作为推进剂,这一过程会导致恆星质量减少。
赫利俄斯推进器的工作原理是:通过反射镜將恆星的光导向特定方向,而非像希卡德推进器那样將光反射到单一方向,从而使恆星表面喷发出一股炽热的物质流,就像火箭的火焰一样。
这种技术非常適合移动可能发生超新星爆发的大型危险恆星 —— 它能在更短时间內使恆星达到星际速度,同时减少恆星质量,可能延长恆星的寿命。
赫利俄斯推进器的一种变体设计会利用布塞曼衝压发动机,將从恆星喷出的等离子体进行核聚变反应,以產生更大的推力,这种变体被称为卡普兰推进器。
此外,该技术还可用於提高恆星的表面温度:通过在红矮星等低温恆星的两极区域部署静態卫星反射镜,使恆星赤道区域(可能存在行星或太空棲息地)的光谱更接近太阳光谱,这种应用被称为 “恆星增强”(star boosting)。
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