第308章 卫星可以飞行十几个小时吗
众人眯起眼睛,惊疑不定地看向卫星底部的喷射口。
仔细一看,他们这才如梦初醒!
“它喷射的确实不像是高热的火焰,更像是电子喷流!”一位教授提醒道。
众人纷纷看去,顿时一愣。
卫星尾部喷射出的所谓蓝色火焰十分柔和,充满了科幻感,的确不同于普通卫星喷射出的高热火焰!
粗略看去,高热火焰和电子喷流其实略微有些相似。
但仔细观察就会发现,这两种东西其实完全不同!
火焰的光更加炽烈,而电子喷流的光芒则偏柔和一些。
刚开始,所有人都下意识地以为卫星飞行自然是依靠消耗燃料形成的推力。
现在经过提醒,仔细看去,确实发现了这个细节。
卫星尾部喷射的火焰更像是柔和的电子喷流,而非高热火焰!
看到这种情况,几乎所有人都相信了江舟的话。
这颗卫星,真的装了一个离子发动机!
“但是,离子发动机的推力不是非常小吗?”一位教授惊疑不定地说道,“实验证明,它每秒产生的推力只够推动一张纸。”
“江舟所用的离子发动机为什么可以稳住卫星?”
其他教授也纷纷皱起眉头,表示十分不解。
因为江舟所用的这个离子发动机跟他们印象中的完全不同!
贺司令挑了挑眉,看向身旁的何老,好奇地问道:“这离子发动机……”
“离子发动机是一种新型的发动机,它比现在火箭所用的化学发动机厉害得多。”
何老定了定神,斟酌着开口,“离子发动机的原理就是在发动机中布置一片电场,再将推进剂电离。电子和离子分离之后,质量较高的离子通过电场加速,向后方高速排出,就可以获得推进动力!”
“离子发动机利用能源的效率是火箭发动机的十倍以上!而且,在设想中,想要使飞行速度达到光速,只有两种实现的可能。其中一种是曲率引擎,另外一种便是离子发动机引擎!”
“光速?”贺司令皱着眉头看向屏幕。
这颗卫星好像根本没在动,别说光速了,连蜗牛速度都比它快!
“而如今的离子发动机仍旧处于研究阶段,它的缺点也十分明显。”何老似乎看出了贺司令的疑问,解释道,“实验数据显示,离子发动机的推重比特别低,在地球重力的影响下,它每秒产生的推力只能推动一张纸。但是它的能耗非常低,而且理论上说,它可以积累达到很高的速度。”
“只不过,按照现在的技术水平,即便是在真空环境的太空中,离子发动机将一艘飞船加速到每小时十公里,所需的时间也是按天计算的。”贺司令若有所思地点了点头。
按照何老的说法,离子发动机如今已经存在,但是远远还没有达到成熟的地步。
“看来,江舟这个离子发动机应该是经过改进的,所以能稳住卫星。”何老点了点头,满是赞赏地说道,“能把离子发动机的推力增加到如今的程度,已经算是技术突破了。”
“只可惜,还是不够!”甄部长点了点头,赞同道,“确实,能达到这种程度,在离子发动机研究领域来说,已经算是走在世界前列了。再回去改进一下,说不定下次就能成功了。”
如今,各国都在研究离子发动机的技术。
虽然火箭运输技术已经十分成熟,但世界各国都在研究其他发射方式,因为火箭发射的成本实在太过巨大。
首先,在整个发射系统中,90%以上的质量其实都是燃料。
例如,在人类历史上最大的火箭“土星五号”中,起飞重量达3000多吨,但最后送上月球的部分其实只有45吨,剩下的质量几乎都是燃料。
华夏空间站核心舱的重量为二十吨左右,但发射质量却达八百多吨,多出来的质量也都是装配的燃料。
携带的燃料如此之重就意味着,燃料在燃烧过程中产生的推力不仅需要推动卫星,还要推动燃料本身。
虽然现在的火箭基本都采用多级火箭进行发射,也就是发射完一级火箭就丢掉一级,以此来减轻发射过程中的“累赘”。
即便如此,实际的发射效率仍然不高,这也是航天领域成本高昂的原因之一。
为了降低成本,世界上许多国家的航天企业已经开始致力于研究离子发动机,华夏自然也不例外。
然而,各国都还处于研究阶段,远远没有达到将其应用于航天器的程度
。
在他们的实验中,电子在磁场作用下偏转,在反应腔室中不断徘徊。
同时,不带电的工质原子通过固定通道被注入反应腔室,与电子混合。
当电子与工质原子碰撞时,会将工质原子电离,形成两个电子和一个一价正离子。
多余的电子被反应腔室吸收,而一价正离子则在正负极之间形成的电场作用下被加速喷出,由此产生的反作用力就是离子风,用来推进引擎前进。
“可惜,推力还是不够。”何老忍不住深深叹息。
江舟的确是个天才,但能让卫星稳住又有什么用呢?卫星燃料耗尽之后,最终还是只能坠毁。
“何老……”甄部长想开口安慰何老,但当他的眼神掠过屏幕中的画面时,却突然愣住了。
他定睛看去,瞳孔皱缩。
“何老,你有没有觉得,这颗卫星好像正在加速?”甄部长紧皱着眉头问道。
何老和甄部长同时抬头看去,旁边的何叶也默默地抬头看向电子屏幕中显示的卫星画面。
只见卫星此时已经不再是静止状态,通过周围云雾飘过的速度可以明显看出,这颗卫星正在往上升,而且速度越来越快。
虽然快得不是特别明显,但只要仔细地盯着它看几十秒钟,就能发现这个事实。
其他科研教授此时也发现了这种变化。
他们虽然年纪大了,但眼神依然敏锐,尤其是在察觉细微变化这方面,更是拥有令普通人羡慕的好眼光。
“我觉得,那颗卫星似乎是在做加速运动。”袁老犹豫着开口,语气还颇有些不太自信。
其他教授却纷纷附和:“我也看出来了。”
“不过,这是怎么实现的?现在的离子发动机已经这么强了吗?不单单是能稳住卫星,还能带着它做加速运动!”
众人互相对视一眼,都有些不明所以。
光是卫星能够稳住不往下掉,就已经让他们有些不敢相信自己的眼睛了。
如今又亲眼看到使用离子发动机的卫星竟然在做加速运动,这绝对不是他们印象中那个仍处于试验阶段、所产生的推力仅仅只能推动一张纸的离子发动机!
二者之间简直有着天壤之别!
“你这个离子发动机,使用的原理是什么?”
思索了片刻,何老忍不住开口询问江舟。
因为他忽然感觉,江舟所设计的这个离子发动机好像跟普通的离子发动机有些不太一样。
普通的离子发动机肯定没有这么强的推力!
“很简单。”江舟听到询问之后微微笑道,“我这个离子发动机的原理就是通过消耗卫星燃料的方式使粒子升温,粒子就会因此开始做加速运动。离子发动机的推力便由此产生。说白了,就是把温度转化成速度。”
使用高温使粒子运动产生推力……把温度转化成速度!
何老皱眉思索了几秒,然后瞪大了眼睛,不敢置信地问道:“你的意思是……这颗卫星上装的并不是普通的静电离子发动机,而是核聚变离子发动机?!”
提出问题后,何老的眼神中忽然闪烁起期盼与渴望的光芒!
由于他说话时没控制音量,这句话清晰地传进了每个人的耳朵。
他身旁的甄部长、贺司令,以及后排的所有人都竖起了耳朵,屏住呼吸,目光直直地投向了江舟。
对于这个问题的答案,每个人都充满了好奇!
他们都是科研领域的专家,深知离子发动机分为两种类型:一种是电能离子发动机,包括最常见的那种推力仅够推动一张纸的静电离子发动机,以及利用磁轨加速质量块获得反作用力的电磁离子发动机;另一种则是核聚变离子发动机,它利用核反应堆产生的热量加热工质,工质受热膨胀后通过喷口喷出,从而产生推力。
这正是江舟刚刚所描述的原理!
不同之处在于,核聚变离子发动机是加热工质,而江舟利用的是加热卫星所携带的燃料。
工质是热能和机械能相互转化的一种媒介,与燃料的区别在于,工质不产生能量,仅对其进行转化,比如蒸汽机中的水。
而燃料则既产生能量,也通常转化能量。但在原理相似的情况下,大家下意识地暂时忽略了这一点。
而且,核聚变离子发动机是人类在可预见的未来中,最终极形态的发动机。
何老之前提到的可以实现光速飞行的发动机,正是这种!
此时,江舟坐在操作台前,面对
着十几双充满好奇与炙热的眼睛,只是轻轻摇了摇头。
“准确来说,我只是借用了核聚变发电机的原理而已。因此,这个离子发动机的效率极低。”他摊了摊手,遗憾地说道,“我原本是打算造个核聚变离子发动机装到卫星上的,只可惜时间太赶了,而且需要的材料在研究所也找不到。”
江舟的话让现场所有人都愣住了!
指挥室内忽然陷入了一种特殊的寂静。
大家仍然沉默着,但脸上的情绪却发生了根本性的变化。
教授们的脸上交织着震惊与疑惑。
卫星上所用的离子发动机,竟然与核聚变离子发动机原理相同!这简直匪夷所思!
“果然如此!”片刻后,何老赞叹一声,眼中绽放出兴奋的光芒。
他抬头看向屏幕中的卫星,越看越觉得顺眼。
贺司令转头看去,露出满脸的疑惑。
他知道核聚变之类的东西很厉害,但对于这颗卫星上所用的发动机却没有很详细的概念。
何老见状,耐心地解释道:“这颗卫星所使用的发动机,距离最终极形态的发动机——可以实现光速的那种——只差一个核聚变装置了!虽然这会导致它的效率降低许多,但相比起火箭所用的化学发动机,依然不知道要厉害多少倍!”
虽然江舟说他原本打算搞个核聚变的话被大家忽略了,但何老的心中此刻仍然是满满的震撼!
贺司令听到解释后,轻轻地点了点头,心中也满是骇然!
甄部长则是心思暗动。
他清楚地记得,江舟的那个机甲上就有一个微型核反应堆。
他不知道能不能把二者结合起来,制造出一个核聚变离子发动机!
而其他科研教授也纷纷缓过神来,不禁竖起大拇指。
“虽然没有核聚变,但这个离子发动机已经很了不起了!”袁老感慨地说道,“说不定,它会在全世界的航空史上都留下浓墨重彩的一笔!”
他身旁的一位教授点头附和道:“没错!这个使用核聚变离子发动机原理的发动机已经领先世界上其他的国家一大截了!就连漂亮国都没有发展到这种程度!”
众人都因为江舟设计出的这个发动机而感到无比骄傲和自豪。
或许有些教授心中存疑,有点不相信江舟所说的原理,但他们眼看着卫星的速度正在逐渐加快,却也不得不相信!
“只可惜,这个发动机的推力还是有点小,一点点加速到冲上太空,估计也要以天为计算单位了。”何老的情绪平静了下来,有些怅然地说道。
江舟点了点头,“按照卫星现在的速度来计算,大概需要十几个小时,它才能冲进太空。”
“十几个小时……”何老意味深长地看了一眼卫星,叹息道:“可惜了。”
其他教授脸上的笑容一僵,也纷纷摇头。
“可惜了。”
“即便离子发动机的能耗很低,非常节约能源,但这颗卫星实在太小了。”
“它肯定装不了多少燃料。估计,过不了多久就会因为燃料耗尽而坠落……”
理论上讲,卫星想要冲进太空只有两种方法。