人类太空扩张,用不上效率太低的化石燃料,那该用什么能源?
化石能源对人类的发展立下了不朽功勋。煤炭帮助人类开创了蒸汽时代,以石油为代表的液态能源,则让人类的电气时代成为了可能。毫不夸张地说,以石油和煤炭为代表的化石能源,已经成为人类社会在可预见未来内不可或缺的动力之源。即便许多人都在呼吁化石能源可能会枯竭,但现在地球上的煤炭和石油储量,似乎永远都用不完一样。
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然而,我们对于石油和煤炭的赞美,到了太空时代就变得一文不值了。化石能源所提供的能量,虽然可以帮助人类的机器传动,船只航行,但在驱动火箭和太空飞船上,它们的能效比实在太低了。即便是在地球上,放弃化石能源,采用核动力也已经是大型航母的选择。
人类现在的火箭发动机,采用的动力已经是固体燃料或者液态燃料,跟石油和煤炭已经关系不大了。比如偏二甲肼、液态氢,这才是能够驱动火箭的动力来源。在阿波罗计划里,人类使用的动力是液氢和液氧。但即便是它们,能效比依然很低。在阿波罗计划里,每一次都要消耗2700多吨燃料,而阿波罗飞船的重量不过45吨。
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在太空领域,人类已经开始使用同位素温差发电机,比如在上世纪70年代升空的“旅行者1号”探测器上,就使用了这种放射性发电机。接下来我们就来盘点一下,未来人类可能会采用的太空能源。
NO.1,太阳帆推进器。这就是传说中的“太阳帆”。在太阳系内,阳光始终是最直接的能源,人类可以利用太阳帆对飞船进行加速,虽然一开始加速度很小,但如果一直加速的话,也可以让飞行器高速飞行。太阳帆加速不需要消耗飞船的质量,只要附近有恒星存在,就能一直飞行下去。
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NO.2,等离子发动机。等离子这个概念,我们在生活中已经听腻了,但那大多是商家吸引眼球的话术,而非真正的等离子。等离子被视为人类下一代航天飞机的动力之源,只要把气体进行电离,然后利用强电场将离子高速喷射出去,就能产生强悍的动力,是化石能源无法比拟的。现如今,一些小型的离子推进器已经投入了使用,但想要扩大发动机动力,还需要克服许多难关。
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NO.3,核聚变发动机。掌握核聚变的奥秘,是现在许多科学家正在工作的课题。核聚变技术将是人类太空事业的最理想能源,也将是取代化石能源的“永动机”。
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