打造星际飞船新引擎
打造星际飞船新引擎
美国航空航天署近期的一个计划将使人类登上火星成为可能。他们正在研制的 一种称作
可变比冲量磁致等离子火箭，将可以使火箭的速度提高两倍以上。在科幻 小说中，火箭能为
旅行的全程提供动力。而实际生活中的火箭的航行情况完全不同： 现在的化学火箭在提供短
期动力方面十分有效，如只需八分半钟的宇宙飞船发射， 但推进器被很快地丢掉了，飞船仅
仅靠惯性驶向目的地。可对于星际飞行来说，这 种引擎就有点力不从心了。现在这种新型的
VASIMR火箭将使科学幻想变为现实。
“比冲量”是动力学家衡量火箭引擎效率的一种标准量，比冲量越高，火箭的 动力越大
，速度越快，典型的固体火箭发动机的比冲量可以达到290秒，液体火箭主 发动机的比冲量则
可以达到300至453秒，而VASIMR火箭的比冲量可高达800至 30000秒。其性能远远优越于最好
的化学火箭。
通常来说，火箭发射时的喷射气体温度越高，比冲量就越高。但是火箭发动机 的喷射嘴
所能承受的温度是有限的，VASIMR火箭的发动机能够产生上万度的高温， 这足以产生一个等
离子区：气体热到一定程度便会失去电子进入“第四物质状态” （前三种分别是固体、气体
和液体）。等离子对普通喷嘴来说温度太高，VASIMR火 箭将使用超导磁体来调整等离子流的
方向。可变的推进力是VASIMR火箭优于其它高 比冲量火箭的独特之处。
美国航空航天署始终对VASIMR的动力源守口如瓶，因为这会触及到一个极其敏 感的政治
问题―――动力极有可能来源于核反应堆！核裂变只要设计正确，操作维 护认真，是可以安
全运行的。但太空的工作环境和地球有很大的不同，所以发射到 太空中的任何核反应堆都会
受到严格仔细的审查，以确保万无一失。研究项目小组 的负责人对使用核技术并不回避，他
说，“核反应堆在离开地球时处于惰性状态， 并且我们拆开后才向太空运送。因此任何单独
一部分都不会对地球造成威胁，并且 惰性状态下的铀没有什么危险。我们将在核安全轨道对
其进行组装，这一轨道离地 球至少有一千公里，也只是在那个位置我们才发射离子火箭。即
使在组装时不幸发 生了爆炸，核废料也需要经过数千年才可能重返大气层，这段时间足以使
它们失去 放射性。”
在太空中，宇航员需要注意的是辐射问题，有趣的是，VASIMR火箭中的宇航员 比普通化
学火箭中的宇航员所受到的辐射还要少，因为首先他的航行时间短，其次 其引擎磁场能够使
一部分射线偏转。
VASIMR火箭的太阳能版预计将于2004年试飞，如果需求旺盛，资金充足，将于2018年向火
星发射载人飞船。飞船飞行101天后到达火星，停留90天进行科学考察， 然后再花104天返回
地面。
