Star Trek中的亞光速：可以做到嗎？
Trekkies幫助定義了科幻宇宙，以及Star Trek系列，書籍和電影所承諾的技術(shù)。這些節(jié)目中****的技術(shù)之一是扭曲驅(qū)動(dòng)。這種推進(jìn)系統(tǒng)被用于Trekiverse中許多物種的航天器，以在驚人的短時(shí)間內(nèi)（與在"僅僅"光速下需要幾個(gè)世紀(jì)相比，幾個(gè)月或幾年）穿過galaxy。但是，那里'并不總是使用扭曲驅(qū)動(dòng)的理由，所以，有時(shí)候，Star Trek的船只使用脈沖功率以亞光速行駛。
什么是沖動(dòng)驅(qū)動(dòng)？
今天，探索性任務(wù)使用化學(xué)火箭穿過太空。然而，這些火箭有幾個(gè)缺點(diǎn)。它們需要大量的推進(jìn)劑（燃料），通常非常大而重。脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)，就像星船企業(yè)中描述的那樣，采取略微不同的方法來加速航天器。它們不是使用化學(xué)反應(yīng)在太空中移動(dòng)，而是使用核反應(yīng)堆（或類似的東西）為發(fā)動(dòng)機(jī)供電。
據(jù)推測(cè)，這種電力為大型電磁鐵供電，這些電磁鐵利用存儲(chǔ)在野外的能量來推動(dòng)船舶，或者更可能是超高溫等離子體，然后被強(qiáng)磁場(chǎng)準(zhǔn)直并從工藝背面噴出以加速其前進(jìn)。這聽起來很復(fù)雜，而且是。它'實(shí)際上可以做到，但不適用于當(dāng)前的技術(shù)。
實(shí)際上，脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)代表了當(dāng)前化學(xué)動(dòng)力火箭向前邁出的一步。他們比光速快，但他們比我們今天的任何東西都快。在有人弄清楚如何構(gòu)建和部署它們之前，這可能只是時(shí)間問題。
我們有朝一日可以有脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)嗎？
關(guān)于"有一天"的好消息是化妝品小知識(shí)，基本前提是f脈沖驅(qū)動(dòng)在科學(xué)上是合理的。但是，有一些問題需要考慮。在電影中，星艦?zāi)軌蚴褂盟鼈兊拿}沖發(fā)動(dòng)機(jī)加速到光速的很大一部分。為了達(dá)到這些速度，脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率必須是顯著的。這是一個(gè)巨大的障礙。目前，即使有核電，我們似乎也不太可能產(chǎn)生足夠的電流來驅(qū)動(dòng)這種驅(qū)動(dòng)器，特別是對(duì)于這樣的大型船舶。所以，這是一個(gè)需要克服的問題。
此外，這些圖還經(jīng)常描繪了在行星大氣和星云，氣體和灰塵云中使用的脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)。然而，脈沖式驅(qū)動(dòng)器的每一種設(shè)計(jì)都依賴于它們?cè)谡婵罩械牟僮鳌Ｒ坏┬谴M(jìn)入高顆粒密度區(qū)域（如大氣或氣體和灰塵云），發(fā)動(dòng)機(jī)將變得無用。所以，除非有什么變化（而且ye canna改變了o'定律;物理學(xué)，船長?。?，沖動(dòng)驅(qū)動(dòng)仍然存在于科幻小說領(lǐng)域。
脈沖驅(qū)動(dòng)的技術(shù)挑戰(zhàn)
沖動(dòng)驅(qū)動(dòng)聽起來很好，對(duì)嗎？嗯，如科幻小說中所述，它們的使用存在一些問題。一個(gè)是時(shí)間擴(kuò)張：任何時(shí)候工藝以相對(duì)論的速度行進(jìn)，都會(huì)出現(xiàn)時(shí)間擴(kuò)張的問題。也就是說，當(dāng)工藝以近光速行駛時(shí)，時(shí)間表如何保持一致？不幸的是，沒有辦法。這就是為什么沖動(dòng)引擎在科幻小說中經(jīng)常被限制在相對(duì)論效應(yīng)最小的光速的25%左右。
這種發(fā)動(dòng)機(jī)的另一個(gè)挑戰(zhàn)是它們?cè)谀睦镞\(yùn)行。它們?cè)谡婵罩凶钣行?，但我們?jīng)常在Trek中看到它們進(jìn)入大氣或通過稱為星云的氣體和灰塵云鞭打。目前想象的發(fā)動(dòng)機(jī)在這樣的環(huán)境中會(huì)做得很好，所以這是另一個(gè)問題hat必須解決。
離子驅(qū)動(dòng)器
然而，并非所有都丟失了。使用與脈沖驅(qū)動(dòng)技術(shù)非常相似的概念的離子驅(qū)動(dòng)器多年來一直在航天器上使用。然而，由于它們的高能量使用，它們?cè)诜浅Ｓ行У丶铀俟に嚪矫嫘什桓?。事?shí)上，這些發(fā)動(dòng)機(jī)僅用作相互作用飛機(jī)上的主要推進(jìn)系統(tǒng)。這意味著只有前往其他行星的探測(cè)器才會(huì)攜帶離子發(fā)動(dòng)機(jī)。例如，Dawn航天器上有一個(gè)離子驅(qū)動(dòng)器，針對(duì)矮小的星球Ceres。
由于離子驅(qū)動(dòng)器只需要少量推進(jìn)劑即可運(yùn)行，因此它們的發(fā)動(dòng)機(jī)可以連續(xù)運(yùn)行。因此，雖然化學(xué)火箭可能更快地使工藝加速，但它很快就會(huì)耗盡燃料。離子驅(qū)動(dòng)器（或未來的脈沖驅(qū)動(dòng)器）不是那么多。離子驅(qū)動(dòng)器將加速數(shù)天，數(shù)月和數(shù)年的工藝。它允許空間船達(dá)到更高的**速度，這對(duì)于穿越太陽系統(tǒng)非常重要。
它仍然不是一個(gè)脈沖引擎。離子驅(qū)動(dòng)技術(shù)當(dāng)然是脈沖驅(qū)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用，但它無法與Star Trek和其他介質(zhì)中描述的發(fā)動(dòng)機(jī)的現(xiàn)成加速能力相匹配。
等離子發(fā)動(dòng)機(jī)
未來的太空旅行者可能會(huì)開始使用更有前途的東西：等離子驅(qū)動(dòng)技術(shù)。這些發(fā)動(dòng)機(jī)使用電力來超加熱等離子體，然后使用強(qiáng)大的磁場(chǎng)將其從發(fā)動(dòng)機(jī)后部彈出。它們與離子驅(qū)動(dòng)器有一些相似之處，因?yàn)樗鼈兪褂玫耐七M(jìn)劑非常少，以至于它們能夠長時(shí)間運(yùn)行，特別是相對(duì)于傳統(tǒng)的化學(xué)火箭。
但是，它們更強(qiáng)大。他們將能夠以如此高的速度推進(jìn)這架飛機(jī)，以至于等離子動(dòng)力火箭（使用**可用的技術(shù)）可以在利特爾獲得一架火箭e超過一個(gè)月。將這一壯舉與近六個(gè)月的傳統(tǒng)動(dòng)力工藝進(jìn)行比較。
它是Star Trek工程水平嗎？不太可能。但這**是朝著正確方向邁出的一步。
雖然我們可能還沒有未來主義驅(qū)動(dòng)器，但它們可能會(huì)發(fā)生。隨著進(jìn)一步的發(fā)展，誰知道？也許像電影中描繪的那樣的沖動(dòng)驅(qū)動(dòng)有朝一日會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。
由Carolyn Collins Petersen編輯和更新。
