这是迄今为止最快的飞行器，15000公里/秒带你领略光速的感觉
大家好，这篇文章发得有点慢，距离上一篇否发布时间太久了，大家还记得吗，我们上一篇说道的光速飞船——太阳帆：利用光子推进的飞行器！这一篇我们将继续了解另一个科研项目——电动帆！开篇之前，纠正前一篇的一个错误，那就是光帆飞行器到达太阳边界的时间是19年，不是10年，对此深表歉意，混淆了，因为这两个科研项目太过于接近了。
太阳帆计划面临的一个巨大挑战是巨大的帆面材料，更大的困难是支撑帆面的材料以及微流星体的撞击。出于这些缺点，科学家想到了另一个方案——电动帆，利用太阳带电粒子作为推进器。
2006年，芬兰科学家Pekka Jaanhunen提出了利用太阳的带电粒子推进光帆的设想，这就是电动帆的由来。我们都知道，太阳会时刻放出带电粒子，这些粒子向四面八方散射出去，就好像彗星的尾巴一样。
这种推进技术被称为低工质甚至无工质的飞行器，可理解为不需要携带推进能源的飞行器，电动帆的原理是利用太阳的带电粒子的推力作为推进能源，这种带电粒子我们叫他做太阳风，这种太阳风是带正电的，电动帆是利用一个大的带正电通电网产生磁场，这个磁场带正电与太阳风排斥，所以就能产生排斥推力，推进电动帆进入深空。
不仅如此，这个磁场还会有更大的作用，先挖一个坑给大家，等下会讲到。科学家经过研究得出，利用50根带电线组成的网可以产生的磁场足以推进航天器，而且，这样的焊接技术将有效避免深空中的微星体撞击所带来的损伤，如果网络被撞击，并不会影响帆面的供电，因为他们像蜘蛛网一样，四通八达。
2016年，爱莎尼亚发射了电动帆的原型卫星，但是在放线的时候失败了。
2017年6月，芬兰（好像这个国家挺跳的哦）发射了Aalto-1卫星，其目的是检验电动帆的可行性以及应用前景。
2015年，NASA授予电动帆项目先进科学理念奖，并制定了HERTS计划，这个计划发射的推进器在地球外是600平方公里的受力磁面积，到达木星时，这个面积是1200平方公里。前面给大家挖了一个坑，说磁场会有更大作用，这里就说明了，在地球磁场范围，磁场不会产生作用，需要使用常规燃料送出地球磁场干扰范围，但是一旦离开地球磁场范围，电动帆的磁场将会向四面八方扩大，比如帆面1000平米，辐射范围就会是10000平米，十倍以上的扩大，而且，远离地球后的磁场面会更大，所以才有NASA的HERTS计划。利用这个计划，飞行器飞到太阳边界需要的时间是10年，光帆需要的是19年，旅行者用了35年！光帆和电动帆的推进速度基本上一样的，但是在光帆达到木星附近时基本上没有什么动力了，但是电动帆的动力还是源源不断的涌来，这就是为什么电动帆比光帆更加适应深空探测的原因了，这个计划也能够达到5%的光速，即15000公里/秒。
到达目标恒星后，电动帆只需要调整带电性质，就能够利用磁场减速，还记得《流浪地球》的计划吗，需要花近700年时间减速并飘入轨道。
无工质可控核聚变有没有可以解释下？
这个…学名应该叫做星际冲压式发动机吧，《三体2》讲过，就是直接利用飞船聚变产生的核辐射以及喷射出的电离子产生的反作用力推动飞船前进。这是60年代美国科学家想出来的，他们还设想飞船有巨大地电磁漏斗来搜集航行途中的氢原子进行聚变加速，这样可以节省携带的燃料。但是可控核聚变的技术现在不成熟，人类是不可能把托马卡克装置装在飞船上的，只能用惯性约束，这个各个航空大国都在研究，美国有国家点火实验室，中国有神光计划，都是试图攻破可控核聚变的材料问题的。
无工质发动机的推进原理是什么？
无工质推进现在还只是实验室中正在实验的一个理论。是利用电磁场，在特殊形状的谐振腔内，产生的推力。肯定是不违反各种守恒定律的，但是还只是理论上的东西。
章北海以牺牲几位老人的代价，延续了人类文明，他该被谴责吗？
《三体》中有两位比较有争议的人物，一位是危机纪元时代到末日战争时代的章北海，另一位则是最后的执剑人程心，在小说中这两位几乎就是两个极端，章北海为了人类文明自己先下地狱了！而程心则是圣母心将人类文明直接送入了地狱，谁应该被谴责？
无工质飞船对人类有多重要？
很多人不明白什么是无工质飞船和有工质飞船，其实准确的说末日战争时代，《三体》中的设定人类只能制造出有工质飞船，为什么章北海会以杀害几位航天界元老的代价来换取制造所谓的“无工质飞船”呢？
飞船推进原理
到末日战争时代的飞船利用的都是作用与反作用力推进的，也就是我们俗称的火箭推进，需要向飞船后方喷射出高速气体流或者粒子流，以此换得飞船前进的速度，而向后喷出的气体或者粒子流就是工质！
章北海支持的无工质发动机
“无工质”飞船是利用核聚变产生的带电粒子流，在电场下向后方高速喷出，这些粒子流能量极大，速度可能高达上万千米/秒，因此尽管粒子质量很小，但换得飞船前进速度依然很高，就像现代的离子推进发动机一样！这些高能粒子来自于核聚变产生的原子核和电子，还有中子和高能的伽马射线与可见光以及电磁波等，飞船只要携带燃料即可！
无工质发动机
航天员老们支持的有工质发动机
“有工质”飞船利用的则是核聚变的热量加热水或者其他气体（核裂变火箭中往往是氢气），让其膨胀后向后方喷出，同样可以让飞船获得极高的前进速度，并且门槛低，成本更低！因为加速带电粒子技术要求很高！但这样有一个问题，当氢气或者水耗尽时，即使飞船有燃料，那么发动机也无法再产生推力，因此就要不断补给工质！
工质发动机
而相对于工质，因为核聚变燃料能量极大，可以通过少量的燃料而工作很久，但却取决于工质的质量，直接限制了核聚变发动机续航时间的进一步提升，未来人类必将被限制在太阳系内，因为只有在太阳系柯伊伯带内才能获得大量的工质（水可以分解成氢气和氧气）补给，因此人类文明将被困死在太阳系内。
章北海终于下手了
章北海购买了陨石，因为太空中陨石是非常常见的，高速袭来的陨石无法预测，也不可能被怀疑，而且太空中无阻力，长距离瞄准不需要考虑弹道，因此在章北海精心策划下，三位支持有工质的航天界元老被一一解决！
章北海下手了
其实笔者看到这一段时也不禁为章北海这样心狠手辣的手段感到不寒而栗，但我们无需评价，因为《三体》中ETO转述的三体人对章北海评价是极高的，因为三体人明白，人类在地球上生活得太安逸了，从来都没有危机感，即使是危机纪元时代，很多人仍然抱有幻想，而章北海这样为了人类文明延续而不择手段达到目的人，才是人类中的翘楚！所以三体人也感叹，为什么ETO成员中就没有那样的人才？
章北海：悲情英雄
尽管章北海拯救了人类未来，但这样的情节终将与积极向上的主旋律思想还是相违背的，因此《三体》中给章北海安排了他的归宿！在逃离末日之战的几艘战舰的自相残杀中，章北海所在的自然选择号被次声波氢弹摧毁（小说设定这种武器只消灭有生目标，不毁坏设备）。
末日之战
因为要到达下一个恒星系，按照恒星际飞船的速度，也要数千年，而且还要穿过尘埃云，损伤可能会很大，因此仅有的正常航行备件是不足以到达下一个恒星系的，必须将另一艘或者两艘飞船拆解作为备件携带，而且飞船又不允许超负荷携带人员，因此大家都想到了这个问题，但章北海慢了一步，被其他飞船抢先发射了次声波氢弹，章北海卒！
程心：圣母婊
作为读者，很难想象大刘为什么要将程心安排在《三体》作为女主角，看得实在是恼火，可惜作者是大刘，他想咋写就咋写，我们没有任何办法！但其实大刘这样安排，在现在看来可谓是意味深刻，说的并不是《三体》这部小说，而是现实！
断送人类未来的程心
程心犯过两大错误，罗辑的执剑人被程心接班后，水滴直接摧毁了引力波发射台，因为《三体》世界收集的资料，经过超级计算机分析后，程心不会像罗辑那样冷酷无情的按下发射按钮，将三体行星的坐标以引力波的方式广播出去！因此水滴直接发难，摧毁了引力波发射台！
第二个错误是程心彻底禁绝了逃亡主义，将光速飞船建造计划釜底抽薪，直接让其夭折，把人类未来给断送了，这是最大的错误，也是最不可饶恕的错误，但讽刺的是最后程心却坐上了速度突破天际的星环号，开启了死神永生之旅！
现代程心
现代社会的圣母婊可不止一个两个，而是在西方节奏带动下的一个群体，在这里就不一一罗列了，毕竟涉及太多，说太白了本文都发不出来，所以不得不佩服大刘的笔法，相信各位肯定是看得明白，笔者在这里就不罗嗦了！
所以，章北海不应该受到谴责，如果人类的恒星际飞船到达下一个恒星系，重新建立文明的话，章北海应该是那个星球上最高的那尊塑像！
在未来，核动力火箭能在六周内飞到火星吗？
著名科幻小说《三体》里提到过一种“无工质核聚变飞船”，这种宇宙飞船的能量源自原子核聚变反应，前进的动力来自喷射带电粒子产生的反作用力。这种想法非常超前，以人类目前的技术，是根本搞不出什么“无工质推进系统”的。不过，确实有很多国家都对“核动力飞船”垂涎三尺。
至今为止，核动力火箭（飞船）技术共产生过两个主要的流派，一种叫“脉冲爆炸式”核动力火箭，还有一种叫喷射式核动力火箭。
“脉冲爆炸式”核动力火箭，一听这名字就感到不太安全，所谓的脉冲爆炸式，其实就是“一个一个丢炸弹”式。没错，这种
火箭的尾部不断地抛射、引爆炸药块，借助爆炸产生的冲击波，为火箭提供动力。美国科学家在20世纪中叶就开展了相关研究，并在1955年的猎户座计划期间，验证了这种火箭模型。理论上来看，采用这种方式不仅能帮助火箭克服地球引力，以极高的速度腾空而起，而且
可以达到第一宇宙速度。这种火箭的速度很快，只要
几个星期就能飞到火星，但是它也有令人难以接受的安全隐患——要飞到火星需要每隔十几秒就引爆一颗2万吨当量的核弹，并且需要连续、稳定地完成3万次。
相比之下，另一种核动力飞船——喷射式核动力飞船，是一种更加受欢迎的方案，很多国家都很感兴趣。这种飞船最大的优势在于，“比冲”极高。比冲的单位是牛·秒/千克，它的物理意义是每千克工作介质产生一牛顿的推进力持续的时间。对于各种类型的发动机，比冲是一个常用的衡量标准，
比冲的秒数越高，发动机的动力越强。
核动力离子发动机的比冲最高可以达到3000秒，接近于常见的固定翼飞机的涡轮风扇发动机。更厉害的是VASIMR（可变比冲等离子火箭）的推进力比离子发动机还要强大10倍。不过，发展VASIMR首先要设计出大功率发电机，
最少要达到200兆瓦的发电能力。200兆瓦是什么概念呢？每台国产AP1000第三代核动力发电机的输出功率是1250兆瓦，这样一台发电机就可以支撑起一座核电站。而VASIMR只是一架宇宙飞船，发动机的体型越小越好，所以需要极为精妙的设计。
目前核动力发动机领域最先进的是俄罗斯，他们正在实施“TEM计划”，研制由兆瓦级核反应堆提供动力的火箭，离200兆瓦的目标还有很大一段距离。这个项目利用
放射性铀235为燃料来加热、电离氖气和氙气的混合气体，为火箭提供动力。该项目的进展还不错，
火箭的比冲可以达到7000秒，以这样的推进力有可能在6周内飞抵火星。未来的发展方向是进一步提升飞行速度、飞行距离和有效载荷。
三体飞船是什么金属
三体飞船大多数是航空铝这类金属比较多，因为航空铝用几十年都没啥问题。防雨防风抗腐蚀我们的卫星也是用这种材质的。而三体飞船是人类登月工具我决得大多数是航空铝制成的，质量非常好。