流浪地球？沒有等離子發動機恐怕無法流浪

作者：吳彤

大年初一上映的一部《流浪地球》在創造了春節檔票房記錄的同時，也滿足了無數中國人的「科幻夢」。對於《流浪地球》這部電影的評價褒貶不一，但總的來說好評還是挺多的。我們今天要來說的並不是這部片子質量到底如何，而是要討論其中的發動機，也就是讓地球發生位置移動的那些發動機。由此小編想給大家強調的一個觀點就是，發動機對於任何需要移動的機械來說真的是非常重要的。

（等離子發動機噴射出的藍色光束）

《流浪地球》的故事背景是太陽提前衰敗，如果地球不考慮移動到別的地方去的話，那麼將會逃脫不了被太陽吞噬的結果，於是一場旨在讓地球移動流浪的行動就展開了。毫無疑問，要讓地球這麼一個碩大的傢伙移動必須依靠發動機，所以電影中大家也可以看到在地球上建立了無數的發動機。電影中給我們展示出來的發動機噴射出的是直插天空的等離子柱，發出的顏色和我們日常用的燈管差不不多。事實上，在劉慈欣《流浪地球》這部小說講到需要藉助發動機讓地球離開現在位置之前就已經有給地球安裝上發動機這種考慮了。說白了，地球要運動就必須要有推力，而這種推力只能來自自身產生的推力，也就是藉助發動機。但地球的體積那麼大，需要多少發動機啊，《流浪地球》很好的給我們展示了一種方法，我們可以安裝許多個無數個發動機。

（離子發動機工作示意圖）

可能應用到的發動機也就是火箭發動機，傳統意義上依靠大量燃燒燃料的發動機肯定是沒有辦法完成地球漂流重任的，光發動機燃料都補充不上，所以就要介紹到我們今天要說的離子電推發動機了。火箭發動機在我們許多人的印象中就是火箭發射那一瞬間的樣子，噴射出大量的火焰，實際上這就是我們目前所主要依靠的火箭發動機。雖然大家都用，但這種傳統的火箭發動機利用效率實在是太低下了。我們以馬斯克的SpaceX公司去年發射的獵鷹重型火箭為例，獵鷹重型火箭在發射的時候總重量達到1420噸，但是實際上由它所託運的動西不過63噸重。總重一千多噸，只有幾十噸是需要實際用的，剩下的一千多噸差不多都是推進系統以及發動機燃料，而其中發動機燃料絕對占著大頭。

（重型獵鷹火箭發射）

既然能攜帶那麼多的燃料，那肯定能將飛船送到很遠的距離吧。很可惜，僅僅只能送到近距離軌道而已，要是想更遠去火星去冥王星則需要更大量的燃料，通過傳統火箭發動機真的很難實現。離子發動機的最大優勢就是用電磁場加速離子來推進飛行器，這樣就避免了需要攜帶超級大量燃料。不過以人類目前的技術水平，離子發動機僅僅能產生非常微小的力量，要想推動火箭離開地球還遠遠不夠。但是人類要想在宇宙中走的更遠，就必須依靠這種新的離子發動機。

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