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星際衝壓發動機也叫巴薩德衝壓發動機(BussardRamjet),因為它是美國物理家巴薩德(RobertW.Bussard)在1960提出來的,典型的巴薩德衝壓發動機其實也是一種核聚變發動機[1]

簡介

除使用光帆外,任何飛船都需要攜帶大量燃料,並浪費許多能量來運送這些燃料。光帆雖然解決了這個問題,但卻缺乏靈活性,難以進行隨意的加速減速和軌道調整。而使用星際衝壓發動機的飛船可以不犧牲靈活性而解決燃料攜帶方面的問題。因為核聚變的燃料在星際空間中到處都是,只要在飛行的途中把它們搜集起來送進反應爐中就可以了。

Alan Bond在1974年提出了對巴薩德衝壓發動機的一個改進型設計方案,被稱為衝壓增強型星際火箭(ram-augmented interstellar rocket,簡稱RAIR),這個方案中把收集的星際氫原子用作反應物料(reaction mass)而不是唯一的核聚變燃料,從而繞開了在氫熱核反應中遇到的困難。在這種星際衝壓發動機內部,注入的質子束(也就是被電離氫原子)被減速到大約1百萬電子伏特,然後用它們轟擊用鋰-6或硼-11製成的標靶。鋰和質子或者硼和質子的聚變容易發生,而且比其它類型的熱核反應釋放出更多的能量,這些能量就施加於將被噴出發動機的物質流上,讓它們產生高速,從而增加推力;而在噴口那裡,當初讓注入的物質減速而產生的能量也被加回到噴出的物質流上。

甚至還有更高效的方式,被稱為催化型RAIR。在星際衝壓發動機內,當注入的物質流被壓縮後,加入一點反物質,其反應不僅比核聚變更劇烈,釋放能量更多,而且可以在低得多的溫度下發生。根據一種預期,釋放的能量可以讓1萬噸重的反物質催化衝壓增強型星際飛船以1g的加速度前進,而且只需要內徑3.5米的反應爐來保持每立方厘米1018個粒子的密度。但這個方案的缺點卻是要儲存大量反物質以用於星際飛行。

使用星際衝壓發動機的飛船快要到達目的地需要減速的時候,只要打開磁場,但不啟動發動機,就可以用磁場在行進中形成的阻力減速,而且還可以乘機囤積一些氫,以備飛船速度減到6%光速以下的時候使用。然後就可以象使用其他類型發動機那樣掉個頭,讓船尾朝前,啟動發動機減速,直到下降到適合的速度進入環繞目標的軌道[2]

視頻

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參考文獻