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今年早些時(shí)候,日本科學(xué)家成功發(fā)射了一枚小型金屬火箭,使用了一種不尋常的動(dòng)力源,就是微波推進(jìn)。這一最新實(shí)驗(yàn)佐證了這種推進(jìn)原理。其支持者表示,微波推進(jìn)可能有一天會(huì)成為一種比傳統(tǒng)化學(xué)火箭更好的方法來(lái)把宇宙飛船送入軌道。
[1 ^* Q5 H7 Y3 v) `利用機(jī)載可燃混合燃料把火箭送入太空,對(duì)于克服地球深部重力問(wèn)題而言,并不是最優(yōu)解決方案。它不僅危險(xiǎn)地把人與衛(wèi)星綁在一顆巨型炸彈的頂端,而且浪費(fèi)也驚人:發(fā)射臺(tái)上火箭重量的90%是燃料。
/ M: u+ J- q7 r$ Y! Y20世紀(jì)初,俄羅斯火箭科學(xué)家Konstantin 5 f P* S' W( b+ ?; ~, ]- P V
Tsiolkovsky發(fā)現(xiàn)有另一種方式,就是把能源放在地面,把所需能量輻射到火箭上,火箭只需機(jī)載很少的燃料就可以發(fā)射。* r; h) l8 J6 N: E! p* d1 [: Y; O
隨著微波激射器(maser)或微波激光的發(fā)明,科學(xué)家們獲得了一種工具可以實(shí)現(xiàn)Tsiolkovsky的夢(mèng)想。在20世紀(jì)70年代,他們就開(kāi)始制作模型。一些人看好微波推進(jìn)技術(shù)有潛力把進(jìn)入軌道的成本降低一個(gè)數(shù)量級(jí),但由于缺乏資金,這項(xiàng)技術(shù)從未實(shí)際應(yīng)用于火箭發(fā)射中。% V v6 k$ I$ G$ Y; @
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日本科學(xué)家的示范項(xiàng)目使用了一個(gè)回旋振蕩管(Gyrotron)設(shè)施,它本質(zhì)上是一種微波激射器,地址位于日本原子能機(jī)構(gòu)那珂核聚變研究所。最初研發(fā)這個(gè)超級(jí)高能微波光束發(fā)射器的目的,是日本為了促進(jìn)國(guó)際熱核聚變反應(yīng)堆ITER的工作。: W) B5 E" W9 z
利用該微波束,科學(xué)家可以發(fā)送微波脈沖能量進(jìn)入126克的空心火箭模型底部,加熱其內(nèi)部空氣到1萬(wàn)攝氏度,使這些空氣快速膨脹。穩(wěn)定的推進(jìn)力可以由重復(fù)脈沖微波輻射產(chǎn)生。他們未來(lái)的工作是發(fā)射一枚更重的火箭到更高的高度,這就要提高光導(dǎo)系統(tǒng)和回旋振蕩管的性能,也需增加輸入能量,最終,他們要發(fā)射200公斤的有效載荷進(jìn)入地球軌道。
7 `0 E. k$ ]6 A目前,微波推進(jìn)飛行器的世界紀(jì)錄是2001年創(chuàng)造的在12.7秒內(nèi)飛行72米。. p( }5 A8 d8 P1 A# u) J+ i
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