[中配]NASA的近光速引擎設計：打破物理法則的夢想

地球不會永遠適合居住。 如果人類要生存,總有一天我們必須收拾東西遷移到另一個星球。 聽起來很簡單,直到你意識到宇宙的浩瀚以及我們的太陽繫有多大。 無論我們在太空中去往何處,我們都需要快速旅行,並不僅僅是以光速。 我們在談論荒謬的速度。 但一些研究人員涉及了一種違反物理法則的不可能引擎, 而另一組科學家現在說取速驅動是可能的。 安娜塞真的在研發這項技術嗎? 未來的太空旅行將會怎樣? 請稍作考慮,我們最近的鄰居半人馬座阿爾法星距離我們有4.367光年。 所以即使我們以100%的光速乘船旅行,去那裡仍然需要4.367年。 我們可以用火箭在太空中移動, 但它們最大的呆萎是需要攜帶大量燃料才能到達任何地方。 但即便是火箭也有其限制,包括它們能把Spacecraft推動多快。 我們需要一種能夠產生強大推力的東西,而且不必攜帶大量燃料, 因為在太空中是沒有加油站的。 但是有一種引擎據說可以推動航天器,而不需要燃料。 而且這個引擎也不產生廢氣,你只需插上電源,啟動,然後出發。 它被稱為EM驅動或不可思議引擎,因為它聲稱可以實現不可能的事情。 那這個EM驅動是如何工作的呢? 乍一看,從側面看,確實有點像火箭發動機。 然而,設備沒有開口,它的工作原理是讓微波在一個封閉的槍室內反彈。 可以說,微波在槍體內的反彈是為了產生一種推進力。 這是個大問題,因為所有形式的火箭技術都需要遵循動量守恆定律。 為了讓宇宙飛船啟動,你必須要利用某種東西來推動。 比如說,如果你跳躍,你的腳會向地面施力,飛機藉助空氣向前推進, 而火箭則利用廢氣將自己和所攜帶的物體向前推。 但EM驅動並不依賴任何東西來推動。 基本上,它是一個內部有微波在反彈的容器,據說它可以自行移動。 現在,你明白為什麼它被稱為不可能引擎了。 這種東西的運作原理超出了我們目前對物理的理解。 沒有人真正知道它是怎麼工作的,我們的物理理解可能是錯誤的, 或者說測試這個設備可能會為我們帶來全新的物理學。 EM驅動的概念於2001年誕生,一些研究團隊聲稱他們測量到了來自設備的淨推力。 然而,他們所測量的是一種極其微小的效果,小到無法推動一張紙。 所以經過近20年,我們得到的只是一些實驗, 這些實驗並沒有提供值得一提的成果或任何關於它們如何工作的解釋。 一些專家表示,這種引擎永遠不會成功,所有項目很可能只是浪費時間和金錢。 我們的物理理解或尚未發現的新物理可能使這個東西能工作。 但還有其他一些人曾說永遠不會奏效的太空引擎,他們卻活了過來。 我們談論的是離子推進器,這種東西在最初被設想時僅被認為是科幻小說中的可能性。 當人們首次聽說真實的離子驅動時, 他們也認為它永遠無法產生足夠的動力來推動一小型航天器。 但離子驅動確實有效, 2016年NASA給予位於加利福尼亞的公司Aerojet Rocket and 6700萬美元, 用於設計、建造和測試一種先進且超高效的太陽能電推進系統,簡稱SEP。 他們也稱這種發動機為霍爾效應推進器,它使用電場加速推進器。 離子推進器的工作原理首先是將太陽能轉化為電能, 那電能用於加速噴嘴中的離子,從而產生推力。 原來工程師們已經開發SEP技術超過半個世紀,並且在多個航天器上有離子推進器, 包括目前正在環繞矮星星谷、神星運行的NASA黎明號探測器。 有計劃將SEP驅動器用於火星任務, 但離子驅動器的問題在於它向飛船傳遞的動量非常小, 但儘管離子推進器的速度較慢,它們仍然是所有航天器推進方法中燃料效率最高的。 目前NASA正在為月球門戶使用高功率電推進系統,這是一個將圍繞月球運行的前哨基地。 2021年4月,NASA啟動了鐵推進器系統,其功率比以往設計提高了約30%, 但是NASA開始考慮另一種快速將航天器送往目的地的方法,即核脈衝推進。 在覈噴氣發動機為轟炸機開發的同時,也對使用核反應堆為航天器提供動力產生了一些興趣。 它們可以在寒冷黑暗的太空中生存,無需任何陽光,而且非常可靠。 宙斯反應堆的設計壽命為10到12年,它可以在更短的時間內推動航天器前往其他行星。 但這個推進系統也存在一些問題,只有像高濃縮油這樣的燃料才能抵禦核反應堆的極高溫度, 但這並不意味著它們使用起來安全。 但這種推進系統還有另一個打擊,因為美國最近禁止在可能有其他安全方式的情況下使用高度濃縮油來推進太空物體。 目前,俄羅斯計劃發射一艘核動力航天器將從月球出發前往金星,然後再到木星。 俄羅斯航天局表示,其太空拖船將在2030年發射,為這艘Spacecraft提供動力的能量模塊,被稱為Zeus, 實際上是一個移動核能電站,旨在產生足夠的能量以推動重型貨物在太空中移動。 目前,往返火星需要超過三年的時間,但NASA認為核動力航天器可以將這個時間縮短一年。 現在NASA希望將一個10千瓦的核電站與月球著陸器進行整合,並計劃最早在2027年將其放置在月球上。 美國從未將核反應堆送入太空,但俄羅斯迄今為止已將超過30個反應堆放入太空, 而宙斯計劃將使用一個500千瓦的核反應堆在行星之間跳躍。 核技術的進步,例如核聚變,可能會改變一切,但有些人認為我們仍然距離很遠,目前推進劑推進的火箭是我們最好的選擇。 任何航天器的推進通常需要某種推進劑,但還有其他方法僅使用太陽本身。 太陽帆已經開發多年,但隨著技術的進步,依靠太陽能驅動的spacecraft正迅速成為現實。 2019年SpaceX使用獵鷹重型火箭發射了LightSail-2,價值700萬美元的LightSail-2大約有344平方英尺,帆採用耐撕裂的美拉合成材料製成。 當來自太陽的輻射壓力作用於這種材料時,它會產生壓力,從而推動航天器。 那麼它能行駛多快? 這取決於陽光照射到帆上的多少,如果飛船遠離恆星,它的速度會慢得多。 那麼時空取速技術呢? 僅僅因為你聽說過取速引擎不可能設計和創造,並不意味著它不會發生。 事實上,科學家們最近剛剛宣佈物理取速引擎現在是可能的。 是的,認真的說。 在一篇新的論文中,研究人員表示他們已經確定了一個取速引擎的物理模型。 許多人說這項技術是不可能的,因為它需要巨大的抑鬱負能量。 我們都知道,取速驅動這個術語來源於著名的科幻系列《星際迷航》。 聯邦的超光速取速驅動通過物質與反物質碰撞來工作,從而產生爆炸性力量。 但現實中的取速引擎呢? 我們目前對取速引擎的理解,源自如今標誌性的理論物理學家米格爾·埃爾蘇比爾。 該引擎符合愛因斯坦的廣義相對論,通過在宇宙飛船後方局部膨脹時空並在其前方進行相反的收縮,從而實現超光速旅行。 不過,埃爾蘇比爾引擎需要大量的能量,可能超過整個宇宙中可用的能量, 以便在其前方收縮和扭曲時空,從而創造出一個泡泡。 如果你是那艘飛船裏泡泡中的宇航員,你不會感受到任何加速度。 NSI在過去十年裏實際上一直在嘗試構建一個物理取速驅動,但目前進展不大。 但這時我們進入了新的研究。 應用物理學的先進推進實驗室的科學家們揭示了世界上第一個物理取速驅動模型, 而現有的模型依賴於負能量或不存在的奇異物質。 這在我們目前對物理學的理解中是不可能產生的。 這個新概念是利用浮動的時空泡,而不是浮動的飛船在時空中。 事實上,這個新的物理模型幾乎不再使用之前模型所需的負能量, 而是利用了時空泡可以隨心所欲的行為的理念。 埃爾蘇比亞甚至支持這一新模型。 不過,目前這只是一個概念,所需的質量要求仍然巨大。 但儘管今天的物理引擎可能還不是現實,甚至在一個世紀後也未必能實現, 憑藉這個令人興奮的新模型, 驅速旅行比我們之前想像的要接近得多。 你認為我們一生中會看到取速驅動嗎? 還是你認為這要等幾個世紀? 在評論中告訴我們你的想法,感謝觀看。