
茫茫宇宙,浩瀚星空,大自然中有太多的奥秘牵动着人们的好奇心,催促着人们不停地探索追寻。但时至今日,探测器只不过刚飞离太阳系,载人飞船也仅仅到过月球而已。难道说现有的技术水平还无法实现人类太空寻梦的理想?
500年前,在哥伦布跨越大西洋将新大陆展现给欧洲后,英国、法国、西班牙和葡萄牙的开拓者们毫不犹豫地扬帆西行。今天,若我们在宇宙中能找到新的、适合人类生存的星球,人类探索地外生命的脚步无疑将更加快捷。
目前,美国航空航天局(NASA)正准备实施一项名为“地球行星搜寻者”(TPF)的太空探测计划,拟在今后10年,将一台TPF太空望远镜送入太空,专门寻找宇宙中同地球类似的行星。尽管人类不知像地球一样的行星身在何处,而在像TPF那样先进的仪器所拍摄的照片上,行星也仿佛是笼罩在其附近恒星光芒中的一个十分微弱的光斑。但就是这个微弱的光斑足以让人类了解到行星的质量、温度和物质构成。同时,还可以推断,它是否具有生命的化学标记物,例如含有水蒸气和甲烷的富氧大气。如果我们找到了所期待的、在另外一个行星上极有可能存在着生命的证据,那么人类自然会欣喜若狂,感到在茫茫宇宙中我们也许并不孤独。但是,静静想来,我们走出太阳系,靠的是什么呢?
要知道,离我们人类最近、推测存在着类似地球的恒星系阿尔法人马座(AlphaCentauri)距我们4.4光年,这个距离是人类历史上飞行最远的深空探测器飞行距离的3000倍;而拥有三颗大行星、与太阳系十分相似的巨蝎座55(55Cancri)(恒星)距地球约50光年。因此,我们人类要走出太阳系、走进深空需要速度极快的交通工具,即极速飞行器,它应比我们人类目前制造的航天仪器要先进得多。不过,美国NASA喷气推进器实验室的工程师罗伯特·弗里斯比对此却信心十足。他认为,走进深空并非是可望不可及的事情。
弗里斯比目前正从事先进的推进器概念研究,他的工作和梦想就是要找到完成星际旅行的工具。他认为,他所研究的5种不同的推进技术可能让宇航员在未来花费不足50年的时间飞抵阿尔法人马座恒星系。弗里斯比说,“深空探测不是梦幻。当有人做到时,我们所说得便再也不是幻想。”
飞出太阳系、走进另一个恒星系的计划,耗资将是巨大的,但同时也是伟大的!
走出太阳系要靠核动力
1903年,俄国物理学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基发现了星际旅行中的巨大障碍,即火箭的最大速度不可能超过火箭推进器喷口喷出物质速度的两倍。今天的航天飞机在飞行过程中,燃料燃烧后从喷口喷出的速度低于每秒3英里,航天飞机的速度无法突破每秒6英里这个界限。以这样的飞行速度,宇宙飞船需要12万年才能飞抵阿尔法人马座恒星系。因此,一名宇航员要想在自己的有生之年(工作40年)飞抵目的地,飞船的速度必须是现在航天飞机飞行速度的3000倍。
可如何才能达到这么快的速度呢?弗里斯比说,利用核裂变、核聚变和反物质3种工作形式工作的核反应堆作为推进动力,就有望实现这个理想。
核裂变火箭
科学家们同核裂变打交道已有六十多年的经验。几十年前,他们利用核裂变原理制造了原子弹和可控核反应堆。
美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的研究人员在乔治·查普林的领导下,设计出了概念型、可控高速粒子的“裂变碎片”反应堆。该反应堆类似于一大摞“唱片”。“唱片”主体由石墨构成,石墨上有放射性核燃料(如钚和镅)。工作时,“唱片”旋转着进入圆柱形塔,同塔中其他放射性物质接触后迅速发生可控链式裂变反应。附加在“唱片”状反应堆上的强大磁场将反应产生的裂变碎片束缚在一起,以同一方向喷射而出,喷射所产生的巨大的反作用力能把火箭推到极高的速度,即每秒1.8万公里,约为光速的6%。
为使火箭飞行速度达到光速的十分之一,即每秒3万公里,弗里斯比提议把两个裂变火箭叠加起来成为二级核裂变火箭。该火箭第二级将能有效地将火箭(探测飞船)推到光速的12%。庋死嗫删?6年漫长的星际旅行,进入阿尔法人马座恒星系中类似地球的行星的轨道。如果要探测离地球更远的星球,那么宇航员在有生之年根本无法完成漫长的星际旅行。即使可以采用更多级的核裂变火箭来协助飞行,他们也只能仰天长叹。
镅242并非自然界中存在的元素,它是 [1] [2] [3] [4] 下一页 |