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利用α射线反冲作为深空发动机工作原理是否可行? 第1页

  

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速度达到0.1倍真空光速程度的阿尔法射线来自原子核的阿尔法衰变,拿这个做推进器的话,其排气速度取决于原子核种类,通常在一万五千千米每秒到两万千米每秒,但严重缺乏可控性,而且你用来产生阿尔法射线的核材料远比阿尔法射线的质量大。“推力很大”在推进器本身质量更大、能转化为排气的质量占比很小的情况下的意义是十分有限的:你能得到的比冲并不大,还会留下大量的废物。

核聚变产生的氦原子核和阿尔法射线不同,没有这种初速的保证。在强磁场的操作下,核聚变推进器的排气速度可以达到真空光速的7%左右。代达罗斯计划[1]的核聚变装置就是这种设计,其可控程度就比直接扔核弹炸屁股高一点,在可行性上没有太多的障碍。

1975年的代达罗斯计划是人类第一个核聚变星际飞行器计划。它需要开采木星的核燃料,发射时总质量54000吨的代达罗斯飞船可期待将约500吨有效载荷加速到38600000米每秒,实用的最大速度约为真空光速的15%,计划的目的是飞掠6光年外的巴纳德星。
这个设计有很多难题尚未解决,而且该计划的能量消耗约为全球每年能量消耗的十分之一,工程成本接近全世界一年的GDP,不像是现在的人类文明所能接受。美国政府也没有继续下去。但可行性是有的。
参照物:每条大和型战列舰的工程成本约为当年的日本国家预算的3%,与后来的高速铁路工程接近(例如全长500千米的东海道新干线也是这个预算比例)。
性能稍低一些的设计是1987-1988年的Longshot计划[2]。在设想中,飞船将用100年时间抵达半人马座阿尔法B,平均速度是真空光速的4.5%。飞船会减速到环绕该恒星运行。其推进机制是裂变反应堆提供能量发射激光点燃聚变燃料(惯性约束聚变)。

2009年以来,Project Icarus继承并发展了代达罗斯计划的设计,预计在2100年之前可以发射。

参考

  1. ^ https://en.wikipedia.org/wiki/Project_Daedalus
  2. ^ https://en.wikipedia.org/wiki/Project_Longshot



  

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