利用磁场气泡推进技术实现星际航行

发布时间：2023-10-09 13:46:28 所属栏目：动态来源：

导读：用磁泡做引擎直飞外太空。这种技术可以让宇航员在几分钟内飞行到目的地，但它的缺点是需要大量的燃料。

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用磁泡做引擎直飞外太空。这种技术可以让宇航员在几分钟内飞行到目的地，但它的缺点是需要大量的燃料。

实际上，太阳系里的大多数行星“天生”已经具有这种“泡泡”了，它们的科学名字是“磁气圈”。磁泡是一种环绕星球周围，由磁场控制的空间领域。地球的磁气圈是我们非常熟悉的地球磁场在空间的延伸，我们的地球坐落于这个泡泡的中心。地球的磁泡有多大？它的体积是地球的1000倍！可不能小看这个磁泡，正是它为我们阻挡太阳风带来的伤害，还能避免我们受到致命的太阳耀斑的侵害。如果没了它，地球可能会像火星或者月球一样贫瘠，被各种辐射“烧”成不毛之地，因为月球和火星的世界就没有磁气圈的防护。

美国宇航局的科学家最近的研究发现，磁泡不仅可以遮住太阳对我们的辐射，而且还可以发挥一种类似于太阳帆的作用，能够为宇宙飞船提供飞行动力。其实太阳风总是在吹动着地球的磁泡，但是对它来说很无奈的一点是，因为地球太大、太阳辐射太重了，我们不能轻易让无处不在的磁泡把地球本身带跑。

一个15公里宽的磁泡，相对于地球的巨型磁泡而言，是个“微型磁泡”，它可以从太阳处感受到1-3牛顿大小的太阳风的风力，别看这个数字很小，要知道在太空中，这般大小的力，通过三个月时间的加速，就能使一个200公斤重的太空船从静止达到每秒80公里的速度！这个速度是个怎样的概念呢？每小时28.8万公里，以这个速度飞行，比目前的宇宙飞船快10倍！一个装备着磁泡系统的空间探测器如果从现在开始出发，就能够在2033年赶上并超过已在太空中飞行了109亿公里的“旅行者一号”宇宙飞船。

磁泡的磁场是从一个直径为3厘米的螺线圈得到的，科学家给线圈通上5-30安培的电流，螺线圈的出口之处就会产生一个300高斯的磁场，大约比普通的电冰箱的磁场强三倍。

负责实验的科学家介绍说，其实地球的磁气圈同样也是由等离子体充胀起来的，但是它的等离子体密度没有M2P2泡泡这么大，相比之下，木星的磁泡更为接近M2P2的密度，因为引起木星微波加热的等离子体的来源本质上是由于木星上频繁爆发的火山。

从前，科学家也曾经设想利用太阳风的能量作为太空船的“免费动力”，但是当时主要考虑采用巨大的折叠式宇宙帆，宇宙帆太沉重了，而新发明M2P2系统只需要区区3公斤氦燃料就能维持飞船3个月的飞行。

虽然宇宙飞船得到的助推力并不大，可是它却是持续性地发挥效能，因此能使飞船不断加速，直至达到极限。达到了极限之后，M2P2还是个“恒力运载工具”，这是M2P2系统的另一个优势，即使你想驾乘着太空船远离太阳，磁泡也不会丢失冲击力。

施加在一个磁泡上的力取决于它的大小。大泡泡显然会“拦截”更多的太阳风，相比小泡泡而言，能给宇宙飞船带来更大的动力。当磁泡远离太阳飞行的时候，随着太阳风施加压力的骤然减小，磁泡的体积自然而然地增大，这个道理就如同我国的孩子们在海平面上吹起来的五彩缤纷的气球如果是到了高海拔、高低不平空气稀薄的地方就会自动自发的膨胀一样。

越远离太阳，太阳风的风力就会减小，比如说，距离每增大一倍，太阳风产生的压力就会减少到原先的四分之一。远离了太阳，太阳风会减弱，而与此同时，磁泡也随着变大了，这样一来，磁泡的增大倍数和太阳风风力降低的百分比是相等的。这两个效应正好完全抵消！看起来令人惊异，但这是事实，不管飞船在太阳附近，还是在太阳系外围，M2P2对飞船的推动力都会保持不变。

对于人类的旅行来说，M2P2最大的优势可能并不是“稳定的加速度”，或是“节能”，而是它优越的保险特性。就像地球的磁气圈保护我们在长期的太空飞行中，正如免受太阳辐射的侵害一样，高密度M2P2原子的磁泡也一定程度能成为阻挡致命的宇宙射线和无处不在的太阳耀斑的防护罩。

（编辑：汽车网）

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