在宇宙中可否依靠純電力航行?

在宇宙中是否可以靠純電力航行?我們先看看飛機是怎么飛的。

電風扇是通過葉片旋轉,讓空氣流動,送出來的風,吹在我們身上感覺特別涼爽,如果我們把這種葉片放到飛機上,做成電動螺旋槳,能讓飛機前行,這個成為可能嗎?是可以的,我們可以利用電驅制成無人機,例如,大疆無人機就是利用鋰電進行驅動的。

當然用用航拍、巡檢、測繪等還是可以使用,如果續航時間長,承擔更艱巨的任務還是不能勝任的,比如軍用無人機,還得需要其它燃料作為動力才能更好的完成獵殺、轟炸等任務。如果電力驅動大型客機飛行是根本不可能,目前還不能輸出那么大功率,讓飛機沖上藍天。

飛機是由進氣道的靠高速旋轉的螺旋槳吸進空氣,供給燃燒室,和油箱過來的然油混合后燃燒,產生高溫高壓的燃氣,以很高的速度從尾噴口噴出,產生很大的反推力,這就是飛機前進的動力。它是依靠空氣獲得前行的動力,這是我們地球上飛行器在天上飛來飛去原因,沒有空氣,飛機也就不能天上飛行了。

宇宙中接近真空狀態,沒有空氣,航空探測器不能象飛機那樣通過空氣獲得前進動力了,我們只能人為制造反向氣體噴出,通過化學物質和氧化劑的混合物燃燒,獲得反向氣流來獲得前行動力。

嫦娥五號每一次點火變軌都要用化學燃料獲得動力,這種方式輸出的功率高,獲得的反向作用力大,可以使用探測器瞬間獲得較高的速度,這對于減速制動,加速至逃逸速度有較好動力輸出,至今世界任何一個國家,探測器想要完成快速變軌機動,依然沿用這種方式獲得反沖作用力。

“旅行者一號”1977年9月發射,離開地球至今已經40年了,開始了星際航行,現在已經飛到了太陽系的邊緣,沖出太陽系,那么就要具備第三宇宙速度16.7千米/秒才能成為可能。雖然它裝有放射性元素發動機和太陽能電池帆板,也有一些電力供應,也只是維持信號的傳送之用。在飛行過程中,自身還是攜帶了一些燃料用于加速、變軌和發電,也沒有用電驅動獲得動力。

日本的隼鳥二號,飛到了3.5億公里之外的小行星采樣,它在太空中飛行過程中卻是使用離子推進器,它是通過電能作用于工質激發高速離子流向后推進,它所噴出的是一束帶電粒子或是離子。

離子推進器是采用傳統的火箭式噴氣式原理,但是它并不是采用燃料燃燒而排出熾熱的氣體,它通過電能提供的推動力,但這種方式動力相對較弱,只能應用于空間推進,如航天器姿態控制、位置保持、軌道機動和星際飛行等。

這種離子推進器只能是獲得初始速度之后,作用于探測器上才有較好的使用效果,最適合長距離航行。日本隼鳥二號就是使用這種推進器來維持軌道運行的,由于宇宙中處于真空狀態,沒有地球上空氣阻力,盡管推力較小,只要有持續不斷的推力輸出,也會把探測器加速到更高的速度飛行。

當然隼鳥二號著陸的是一顆只有900米大小的小行星,比月球引力小很多,利用離子推進器可以實現著陸,如果是月球引力的話,離子推進器著陸是不能勝任的,還要使用傳統的化學燃料方式獲得反向推力,才能實現軟著陸。

總結一下,如果探測器用于星際航行,獲是較高的初速度之后(第二宇宙速度),依靠其它的天體引力(引力彈弓),再借助離子推進器使用,也是未來深空探測的主流模式,它可以讓我們在探索太空的路上走得更遠。

3 条回复 A文章作者 M管理員
  1. 目前不可能,以后有可能。

  2. 電力驅動飛機的關鍵在于電池而不是電機,

  3. 冷熱交替會產生角動量,應該可以有個推動力。