“每當(dāng)想起曾經(jīng)的地球，一股暖流就涌進(jìn)我這年邁僵硬的身軀，我干涸的老眼又濕潤(rùn)了。我好像又看到萬物沐浴在溫暖的光芒中。

啊，地球，我的流浪地球……”

在春節(jié)假期期間，最火爆的影片當(dāng)屬科幻巨制《流浪地球》了，它已成為人們茶余飯后的談資。影片中，因太陽即將爆炸，所以全世界的人類通力合作，在地球上建造了12000多臺(tái)等離子行星發(fā)動(dòng)機(jī)，利用其反作用力推動(dòng)地球前進(jìn)，向著地球從沒有去過的星際空間進(jìn)發(fā)，開啟了一場(chǎng)生死未卜的流浪之旅。

地球逃跑計(jì)劃的核心，正是這些大型等離子發(fā)動(dòng)機(jī)，它們高達(dá)11,000多米，主要分布在北半球的亞洲和美洲地區(qū)，通過將石頭等物質(zhì)聚變?nèi)紵蟀l(fā)出等離子體光柱駕馭地球進(jìn)行剎車、啟動(dòng)、加速、變向等機(jī)動(dòng)。然而這些出現(xiàn)在科幻電影中的等離子發(fā)動(dòng)機(jī)在現(xiàn)實(shí)世界中是否真的存在呢？

等離子發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)歷史

早在20世紀(jì)初，等離子發(fā)動(dòng)機(jī)的概念就已經(jīng)被美國(guó)著名發(fā)明家羅伯特·戈達(dá)德提出，他設(shè)想利用電磁場(chǎng)加速離子來推進(jìn)飛行器。但在當(dāng)時(shí)，受到了媒體的冷嘲熱諷，《紐約時(shí)報(bào)》的記者們嘲笑他甚至連高中的基本物理常識(shí)都不懂，而整天幻想著去月球旅行。

1998年發(fā)射升空的美國(guó)“深空一號(hào)”（Deep Space-1）試驗(yàn)性探測(cè)器使用了基于靜電力的離子電推發(fā)動(dòng)機(jī)，將戈達(dá)德教授的設(shè)想變成了現(xiàn)實(shí)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)使用氙作為推進(jìn)劑。當(dāng)氙進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)室后，其中的氙原子核和電子首先在電場(chǎng)的作用下分離，使氙原子核變成游離的氙離子。

雖然深空一號(hào)僅花費(fèi)了74公斤推進(jìn)劑，就實(shí)現(xiàn)了人類飛行器史上不依靠借力飛行等其他手段而實(shí)現(xiàn)的最高速度增量。它成功到達(dá)了布萊頁小行星和寶瑞利彗星，但其瞬間輸出的推力很小，只相當(dāng)于一張紙對(duì)于手的壓力，但一旦進(jìn)入太空這種真空環(huán)境中，離子發(fā)動(dòng)機(jī)就可以利用持續(xù)工作的累積效應(yīng)持續(xù)獲得加速度，從而達(dá)到很快的飛行速度，并可完成變軌等任務(wù)。

別具一格的推進(jìn)方式

等離子發(fā)動(dòng)機(jī)的原理其實(shí)并不復(fù)雜，推進(jìn)劑被電離成粒子，在電磁場(chǎng)中加速，高速噴出，從而產(chǎn)生推力?！读骼说厍颉酚捌校祟惒杉氖^正是通過重核聚變而充當(dāng)推進(jìn)劑的。等離子發(fā)動(dòng)機(jī)的能量來自電力，可以來自太陽能電池板，或者核電池，通過從發(fā)動(dòng)機(jī)尾部噴射出陽離子來推動(dòng)飛船前進(jìn)，所以等離子發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式也被叫做電力驅(qū)動(dòng)方式。

等離子的天與空

在未來，等離子發(fā)動(dòng)機(jī)也許不僅僅用于航天領(lǐng)域以探索宇宙，還可應(yīng)用在人類航空領(lǐng)域。2017年6月，柏林工業(yè)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)提出，可以將等離子發(fā)動(dòng)機(jī)裝配到飛機(jī)上，開發(fā)一種能夠在30公里高度運(yùn)行的系統(tǒng)，這個(gè)高度是標(biāo)準(zhǔn)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)無法達(dá)到的，它甚至可以把乘客帶到大氣層的邊緣甚至更遠(yuǎn)的地方。然而，現(xiàn)在最大的瓶頸就是缺乏足夠強(qiáng)大的輕量電池，用以產(chǎn)生和維持等離子體。

科幻作品中的科學(xué)，更多指的是科學(xué)思維、科學(xué)方法，而不是現(xiàn)有的科學(xué)理論?！读骼说厍颉返纳嫌常ぐl(fā)了公眾對(duì)科學(xué)產(chǎn)生興趣，引起了一場(chǎng)科學(xué)大探討?？苹脕碜杂诳茖W(xué)，且又基于科學(xué)，就像等離子發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展一樣，盡管通過這樣的方式帶著地球去流浪并不現(xiàn)實(shí)，但也激勵(lì)著我們，通過不懈地努力，科技的進(jìn)步將帶領(lǐng)人類走進(jìn)一個(gè)嶄新的世界。就像電影中所講“希望是像鉆石一樣珍貴的東西”，我們攜手見證它的到來。

來源：天驕航空動(dòng)力