面都能够实现可控核聚变反应了,但是那都是在大型的反应堆发电站里才能够运作,若要把聚变反应堆安装在空间飞行器中,难度直接上升了几个量级。”
(工质和无工质:工作介质,工质即核反应发热融化/挥发工质原料而产生推力;无工质即核反应发热把本身原料推出而产生推力)
林小晴又道:“离子推进器是未来能够进行真正的星际旅行的推进器之一。宇宙空间中充满了氢原子核和自由电子,虽然很稀薄,但是我们可以把收集帆做到非常大,甚至可以大到几千千米,而通过纳米材料技术又可以把帆本身做到非常轻。在一边收集质子维持核聚变产生能量,一边又把质子和电子作为工作介质喷出的理论下,可以在10年内把一个航天器加速到光速的千分之一。”
我笑道:“那无工质热核推进呢?”
林小晴:“无工质热核推进也是有两种,一是自带足够的热核燃料,二是边收集氢核边旅行。理论上来说,这是比有工质的离子推进更先进的一种方式,也就是说,其工作介质本身是光子,以光速喷出,相比于离子推进和化学推进的物质粒子工质仅以10千米/秒的速度喷出要更高,效率也更好的多。”
我看着杂志,上面的核发动机新进展介绍也只是止于新闻报道,并没有更深层次的探讨,我道:“这也是不能进行星际旅行的。第一种情况,自带热核燃料会太少;第二种情况,收集氢核速度会太慢。第一种情况首先不可行,而第二种情况按你说的,把收集帆做到几千千米那么大,工艺也太复杂,收集后怎么聚集到核发动机就是个问题。而且,这两种不管哪一种,所能达到的最终速度都太小,加速度过程也太漫长。”
林小晴叹道:“谁说不是呢?有工质推进,是肯定不能进行恒星际旅行的,光是自带燃料就比飞船本身要大几千倍,太不现实;无工质理论是可以进行恒星际旅行,但是如果是边收集宇宙空间氢核边旅行,加速度就会很小,要达到最终的加速到百分之一甚至十分之一光速,光加速阶段就得几百年。就剩下最后一张王牌了,哎。”
我笑道:“反物质?”
林小晴点点头,说:“无工质反物质推进,这是唯一可以进行恒星际旅行的方法论。”
我道:“现在或者在10年内,反物质的生产规模会有多大?”
林小晴笑了笑,很是惨淡,道:“每年1克。”
我讶异道:“不会这么惨吧?”
林小晴道:“否则你以为呢?在一个世纪前的当时世界最大强子对撞机,要不间断工作1000年才能生产出1微克反物质氢,现在的环球超大加速器的功率和效率都是那时的1万倍,再加上更先进的理论和实验方法,才能每年生产出1克反氢,我们付出的代价却是每年要消耗1亿元左右,仅仅就是为了制造这1克反氢。真是不能比的,制造一千克裂变用的铀或者1千克聚变用的重水才需要1000万元。”
我思考着道:“看来,还真是不容易。你会涉及到反物质领域吗?”
林小晴扭头又看看我,稍稍点了点头。
我道:“那你应该计算过,如果使用反物质,从太阳系到比邻星系需要多少燃料,花费多长时间,大概来说,这点对我写书还是比较重要的,正好你是这个领域的。”
林小晴嫣然一笑道:“不瞒你说,我还真是很认真的计算过,不过情况也是很不乐观。若全部燃料都使用反物质,以一个1000吨的能够满足生命最基本需求的长期自循环系统的飞船来说,单程从太阳飞到比邻星就需要至少400吨的反氢燃料,包括一个加速和一个减速阶段,不过可以把飞船速度加速到光速的一半。加速阶段和减速阶段分别需要经过120亿千米的路程,也就是80个天文单位,等于冥王星到太阳距离的两倍。噢,加速度是取100G,这得用到深海溶液。”
(深海溶液是高溶氧液体溶液,人体可以完全浸入其中,使这种溶液充满身体肺腑等各种器官,甚至血管里。其原理是深海鱼类利用内外等水压而生存原理。由于人体承受的加速极限是20G,而使用了深海溶液就能理论上提高到200G左右。
资料:地球最深的海沟——太平洋马里亚纳海沟最深处11000多米,在海沟底部仍有鱼类生存,其承受的压力相当于近1000个标准大气压,大约为10000牛顿。人体能够承受的极限压强在火箭发射升空时约有20G,G为地球表面重力加速度约为10m/s2,即人体最大可承受200牛顿压力的加速度,因为人体构造相比深海鱼类劣势,所以即使在深海溶液中,也不可能达到承受10000牛顿的压力。当压力超过1000牛顿,即加速度为100G时,人体细胞壁结构即几乎达到破裂上限。这也是制约飞行器不能产生过大持续加速度的原因。)
我无语道:“那就是说,如果考虑返回,所需要的反物质燃料就要与飞船等重了?这还真是很残酷的现实啊。”
林小晴叹气道:“可不是吗?!不过如果速度不是一半,而是十分之一的