火箭飞天话未来
目前,火箭依照推进剂的不同,主要分为固体火箭和液体火箭。未来火箭技术还会有什么新的突破呢?全世界的科学家正在积极探索,寻找体积更小、能量更大的燃料,用它飞向茫茫宇宙深处。
科学家目前正在设计一种使用核燃料的火箭。它可能为21世纪人类飞往火星立下汗马功劳。因为使用现在的固体或液体火箭,从地球飞往火星大约需要500天时间;而使用核火箭仅仅需要150天时间,这真是十分诱人的。
科学家们预言,未来的核火箭比我们家庭使用的电冰箱大一点。它的核心是一个压力罐,里面充满了沙粒大小的燃料丸。这些燃料丸便是浓缩铀,它埋置在石墨体中,由碳化锆外壳包裹着。目前以核燃料为动力以应用到核潜艇上,估计核火箭问世的时间不会太久了。
不过,目前科学家们所遇到的难题很多,如核火箭在运行中会产生大量的中子,它们会破坏火箭上的电子控制系统,为此,就必须设计一种辐射防护层,像衣服一样把中子紧紧地裹在里面,不让它们自由自在地到处招事惹祸;另外,还必须保证在火箭紧急着陆以后,不会像原子弹那样产生大爆炸,否则真是太危险了。
如今的火箭升天,所要携带的推进燃料占整个火箭重量的80%以上,真是数量惊人。要减少火箭重量,除采用核火箭以外,另一种方法则是用激光来推动火箭前进。
科学家们早已发现,当强度很大的激光束射向固态靶体时,靶体物质局部升华而气化,产生的气体以很高的速度反喷出来,给靶体形成一个推力。于是有人建议利用这种现象来推动火箭。
还有科学家发现了一种有趣的现象,当强大的激光照射一个很小空间中的气体时,高温使气体电离。从而形成微型爆炸,产生冲击波。冲击波以超音速迎着激光方向扩散,同时出现反冲击波现象,在反作用力作用时熄灭激光,隔一段时间,再给出下一次激光。就这样周而复始,火箭便可以从接连不断的微型爆炸中获得推力。这种火箭如果在大气层中飞行,就不必携带推进剂了,因为它可以随时汲取气体作为推进剂。这样,火箭在起飞时的重量自然会大大减轻了。
将来,当人类在月球上建立了科研基地之后,月面上固定式的激光装置直接从月面的太阳能电站获得能源,并推动激光火箭,从而建立起月球到近地轨道空间站之间的往返航线。
我们知道,物质的最小单位是分子,分子是由原子组成的,原子又由带正电的原子核和围绕原子核运动的带负电的电子组成。原子核由带正电的质子和不带电的中子组成,依次还可以分成许多微小粒子,如中微子、介子、超子等等。科学家们发现,宇宙中还存在着与这些粒子对应的电荷相等符号相反的粒子,如带正电的“反电子”和带负电的“反质子”等等,这些被统称为“反粒子”。科学家预言,在宇宙中,还存在着由反粒子组成的“反物质”,当粒子和反粒子、物质和反物质相遇时,就会发生湮灭,同时产生能量。500克的粒子和500克的反粒子湮灭所产生的能量,相当于1000千克铀核反应时释放的能量。
如果我们把宇宙中存在的丰富的氢搜集起来,让它和反质子在火箭发动机内湮灭,产生光子流从喷管中喷出,从而推动火箭,这种火箭就是光子火箭。它可以以光速前进,每秒约30万公里。
虽然光子火箭还是一种科学幻想,但是可以相信,随着科学技术的不断进步,它一定会成为现实。