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離子發動機真的能夠推動地球實現流浪嗎?聽完科學家的解釋明白了

相信很多人都看過《流浪地球》這部小說,如今這部小說已經改編成電影,在春節上映。當人類面臨提前衰老的太陽吞沒地球的威脅時,「地球派」在全世界建起了諸多地球發動機,這些發動機形成了諸多直插天際的等離子體巨柱,發出如日光燈管一樣的藍白色的顏色。這些發動機的工作使地球停止轉動並離開之前的公轉軌道,踏上流浪之路。

可能很多人覺得,流浪地球這只是科幻小說中的情節,現實中是不可能發生這樣的事,真的是這樣嗎?事實上,流浪地球有未來有可能真的會成為現實,原因也不複雜。

我們都知道,太陽是一顆恆星,它也是有壽命的,如今太陽已經燃燒50億年,再過10億年,太陽開始膨脹向紅巨星轉變,那個時候膨脹的太陽會不斷吞噬水星,金星軌道,最後吞噬地球軌道。隨著太陽向紅巨星軌跡的過程當中,地球最明顯的變化就是溫度不斷升高,慢慢地球生命將無法生存。

那個時候,地球想要存在下去,人類想要活下去,要麼移民到太陽系外的其它星球上,要麼就是讓地球離開太陽系。如果人類不想放棄地球,那隻能讓地球成為一顆流浪行星,把地球改造成一個可以飛行的星球。

在《流浪地球》這部小說中,科學家是通過在地球各處安裝很多發動機,通過強大的動力讓地球脫離公轉軌道,實現流浪飛行。這種情況對於現在的人類科技來說,是非常不可思議的事情,要知道,想要推動地球前行,那需要的發動機必然是非常強勁才行。

我們現在所用的化學燃料發動機自然是不行的,於是有科學家提出了離子發動機,那麼離子發動機真的能夠推動地球實現流浪嗎?在回答這個問題之前,我們先來了解一下人類現在的航天推動模式和離子發動機推動模式。

我們都知道,從而現在不管是衛星,還是飛船想要進入太空,那必須要用火箭助推才行。雖然我們現實中看到的航天火箭非常龐大,尤其是推動載人飛船的火箭都是非常巨大的,但是這些火箭60%以上的物質都是攜帶著燃料,真正的衛星或飛船都只是很小的一部分。

這就是我們目前航天科技主流的化學推動模式,這種模式有發動機動力是有限的,而且想要將更大的飛船送入太空那必須需要更多的燃料,這樣註定了飛船不可能建造得很大,太大就無法飛出地球。而在宇航航行中,化學發動機的推動力也是有限的,並不能讓飛船獲得多快的速度。

離子發動機是一種新型的發動機,近年來已經有飛船開始應用離子動機,這種發動機使用氙作為推進劑。當氙進入發動機室後,其中的氙原子核和電子首先在電場的作用下分離,使氙原子核變成遊離的氙離子。之後,氙離子進入了發動機中的兩片柵格網之間,由其間的靜電場加速到較高的速度後噴出。

離子發動機的推進劑噴出速度可以達到20-50公里/秒,相比使用化學能的發動機已經有了質的提高。當然,離子電推發動機也有它的技術局限,目前科學家對它還處在不斷研究改造,未來離子電推發動機取代化學發動機已經是不用懷疑的事實。

一旦離子發動機技術取得重大突破,人類的飛船就不需要火箭助推就可以飛出地球進入太空,人類的太空探索也會有一個重大突破。那麼離子發動機能夠推動地球實現流浪飛行嗎?答案是不能。雖然離子發動機比化學發動機強大了很多,但它離推動地球還差得很遠。

能夠真正推動地球實現流浪的發動機,最低版本是核聚變發動機,只有這種比離子發動機還要強大很多的發動機,才有可能推動地球。從技術理論上來說,讓地球實現流浪是完全可以做到的,我們只要把地球當成一艘巨大的宇宙飛船就行,只要給它安裝上強大的發動機,推動一顆星球流浪並不是什麼難事。

當然,地球流浪不僅僅要考慮動力的推動問題,還有一個更重要的問題,那就是溫度。要知道,地球萬物的生長,生命的生存離不開太陽的光和熱。一旦地球脫離公轉軌道開始向太陽系流浪,那太陽的光和熱就無法照顧到地球了。

那個時候,地球沒有太陽的照顧,會馬上進入冰河時代,全球溫度會下降到接近絕對零度,你說這樣的溫度,地球生命和人類能夠生存嗎?因此,地球一旦開始流浪,首先要解決太陽這個問題,而核聚變就可能解決它,太陽的原理也是核聚變反應。

一旦人類掌握了可控核聚變技術,就可以製造出人造太陽,那個時候地球即使脫離軌道開始流浪,地球也不用擔心沒有光和熱,才能向著太陽系外前進。當然,現在討論這個對我們來說還太遙遠,現在的太陽還處於青壯年時期,就算是向紅巨星轉變,那也是10億後的事情了。

10億年的時間足夠人類的科技發展到一個不可思議的地步,那個時候核聚變技術根本不算什麼,有可能10億年後人類已經掌握了反物質技術,暗物質技術,更加強大的反物質發動機,暗物質發動機也能夠製造出來,有了如此強大的發動機,讓地球流浪也是件非常容易的事情。

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