中國距離神引擎還有多遠?
把科幻變成科技,一直是人類夢寐以求的。從古到今,尤其對發動機的終極幻想更為強烈。因為一旦造出了永動機,人就變成了神。即使你不是鐵杆兒科幻迷,也一定會被《星球大戰》里的X翼戰機、鈦戰機或者《三體》里的水滴探測器給迷住的,因為驅動這些飛行器的發動機都像神跡一樣,散發著幽藍光芒,出神入化般地驅動宇航飛行。
相比之下,現實版最先進最成熟的各種飛,還是背著碩大無比的燃料箱,吭呲吭呲地噴著氣浪,在低光速世界裡笨拙地慢行。
不過,有一種神驅動正在迅速「把科幻變成科技」,這就是EmDrive,也就是電磁驅動器Electromagnetic Drive。就在一個月前2016年12月10日,中國空間技術研究院公布了一項令人熱血沸騰的科研成果:電磁驅動技術已在天宮二號里成功測試,這就意味著這項神驅動技術的原理驗證不僅可行可靠,而且將儘快研發,首先實際應用在衛星推進驅動上。
要知道,這一神技術NASA已經研發了10年,跟NASA進行電磁驅動技術綁定的美國Cannae Drive公司,計劃要等到2018年發射一顆6U立方體衛星,才能進行太空驗證。這就是說,中國在此很可能領先於美國技術,率先製造出神級發動機——電磁驅動宇航推進器。
不過呢,2000年最早提出電磁驅動原理的英國工程師羅傑·索耶Roger Shawyer一直很悲催,備受質疑指責,畢竟這個原理看起來太離經叛道了。
電磁驅動的原理是這樣子的:在一個沒有尖頂的錐形腔體內,通過太陽能供電產生大量電磁微波,在錐形腔體里形成高密度地來回反射,利用錐形腔體兩端粗細不等形成的推力差,由此產生巨大推力,進而推進飛行器飛行。這相當於在封閉容器里產生推進力,卻不需要任何化學燃料推進劑,學名無工質驅動。
幾乎所有主流科技媒體和大多數科研專家都判定這一原理,是癲狂妄想的產物,是偽科學,很顯然違反了動量守恆定律和牛頓第三運動定律。
但還是有一些科研團隊沒有隨大流,要以實驗說話。
EmDrive首創者索耶本人,先是遊說英國工業貿易部和美國五角大樓,然後跟波音公司簽下技術轉讓合同,失敗後又推出了第二代技術、商業版計劃,甚至自己創立公司研發飛天車Skycar。
美國一家名叫Cannae Drive的推進器技術公司,採用了非對稱的空腔共振推進技術,實驗證實了這一原理的可行性。2006年跟NASA開始技術合作,原計劃2016年發射一顆6U立方體衛星,用於衛星驅動的測試,但最終推遲到2018年。
這是NASA雄鷹工作實驗室Eagleworks Laboratories在2013~2014年間研製的EmDrive原型機。實驗數據顯示,在28瓦微波功率的作用下,產生了30~50微牛(1毫牛=1000 微牛)的推力。
隨後又完善測試,NASA通過量子真空等離子體推進器的實驗結果顯示,在最大80瓦微波功率輸入時,測到最大推力為124微牛。相比之下,同樣是無工質的太陽帆,每千瓦只能產生6.67微牛的推力。
中國最早研究EmDrive的是,中國西北工業大學航天學院的楊涓教授,從2008年開始發表一系列實驗論文,證實了可行性。
中國空間技術研究院通信衛星事業部的陳粵團隊,從2010年開始研發,現已製造多台原型機,並在2016年9月15日發射上天的天宮二號空間實驗室上,建立了實驗驗證平台,到2016年12月,完成了毫牛級微推力測量試驗的在軌驗證。接下來,就是要把這種毫牛級的微推力擴大到100甚至1000牛,率先應用於衛星驅動上。
從原理驗證到工程應用,陳粵團隊保守估計需要5年時間。但這項神科技一旦廣泛應用,絕壁是徹底改變人類宇航動力,甚至整個兒顛覆人類科技文明進度。
畢竟EmDrive,只依靠太陽能供電,形成電磁驅動。從理論上看,這項革命性的宇航推進技術,能源成本幾乎為零,續航能力長期穩定,宇航速度、有效載荷陡增幾個數量級,這將意味著應用無限量、無邊界——小到衛星推進器,大到星際飛船、恆星際探測,近到地球上的所有發動機、各種飛車飛行器……人類千年夢寐以求的永動機,似乎真的變得真實可見。
德國德累斯頓工業大學的科研報告就稱這一技術為「永動機」,甚至預言這項技術成熟後,只要4小時就飛抵月球,飛到最近恆星系半人馬座的比鄰星只要100年。要知道阿波羅登月單程飛了4天,旅行者1號要4.2萬年後才能飛到半人馬座。
比照一下,這要比《三體》里,採用反物質發動機的三體艦隊、採用可控核聚變發動機的人類太陽系艦隊,都要高明高級一大截!
最後再補一刀,判定EmDrive是偽科學的絕大多數人,其實都是刻舟求劍的死腦瓜骨。這就像你用牛頓的眼睛,無法看懂愛因斯坦的相對論世界,你用愛翁的眼睛,也無法看清玻爾的量子世界。活在自己的世界都是對的,看著別人的世界卻是錯的,除非你放下自己的思維慣性。
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