从科幻走入现实的电推火箭——离子火箭和等离子火箭面面观【星辰大海系列四】

果然还是绕不开可控核聚变[热词系列_知识增加]

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作为一个以前研究了一点VASIMR、对此略知一二的观众来说，这个视频真的很好。不过还有几点可以补充一下： 1. 磁约束线圈是布置于一整条引擎上的，而非特定部分（因为等离子从被制造出来到喷射出去都需要被约束），视频里可能只是为了简化。 2. 磁约束并不能真正意义上的加速等离子，因为洛伦兹力的方向一直垂直于“等离子通道”，有的只是让等离子体多了一个方向上的速度，而这个速度被尾部的磁喷嘴“加以利用”，以增大等离子平行于管道方向的速度，提高比冲。 3. 同样用于提高的粒子旋转速度的还有那个“微波加热器”，ICH（Ion Cyclon Heater）,一种用于核聚变托卡马克中加热等离子的天线，记得这个天线的输出能量比用于生产等离子的天线都高，所以应该也是RF射频波段而非微波。 4. 这个VASIMR的名字专属于Ad Astra公司，其他的类似推进器并不应该也叫VASIMR。 5. 前段时间看了Ad Astra的一个Q&A，他们说VASIMR已经做了5、6成，已经在产品化的阶段了。 6. 普林斯顿大学的PPPL等离子实验室在开发于VASIMR非常相似的核聚变等离子发动机，“据说”十年内做出来。不过PPPL的等离子体物理是绝对的世界最强之一。 PPPL也有介绍这个核聚变的信息，是不是可以加入下一期视频呢？[微笑]

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说一个令我们自豪的事，视频中提到的核聚变用到的强磁场约束技术，我国是世界顶尖水平，和漂亮国比怎么样不知道，但欧洲那边相关实验用的强磁体，都是从我们这买的[打call]

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生存本来就是一种幸运，过去的地球上是如此，现在这个冷酷的宇宙中也到处如此。但不知从什么时候起，人类有了一种幻觉，认为生存成了唾手可得的东西。——《三体》

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讲的很好就是每期面向的人群知识水平差距有点大，上一期圆周运动几乎是九年义务教育水平就能懂，这一期直接洛伦兹力，电场磁场，非理科生怕是一脸懵逼。我大学毕业多年，也快忘了，就记得右手定则，但是忘了怎么用了[笑哭]

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可控核聚变是挺美好，但是目前看来还是遥遥无期，而且就算是研发成功能小型化用于航空航天也很困难，目前可控核聚变的实验堆占地面积都不小，结构也很复杂，老张的电磁推进并不是无用武之地，或许钍基熔盐核反应堆可以解决他这个电磁推进的能源问题，钍基熔盐核反应堆是第四代核反应堆，更安全可靠，而且可以小型化可以用于航空航天，而且原料钍在地球的存量很大，用个一万年不是问题，钍反应释放的能量也比铀235大，目前好像是在甘肃正在建设钍基熔盐核反应堆，如果建设成功可以在研究小型化用到火箭和卫星的能源上就可以给老张的电磁推进器供能了，在可控核聚变没有研发成功之前，这应该是最理想的深空探索推进方案了[嗑瓜子][doge]

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电推是没办法把人扔到火星的，载人飞船会很大很重，大推力电推需要的电力必须靠核反应堆，不是核电池，是核反应堆，而核反应堆供电再用电供应电推，太复杂且重量大损耗高，直接利用核热进行推进无疑更高效简单，简单也意味着更安全；尚且只是核裂变，核聚变时代以后，聚变直喷发动机的高比冲更是能将电推扫进历史书。卫星使用电推很有优势，载人就算了

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今日幼儿故事会[妙啊][妙啊]

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最后总结：可控核聚变才是永远的神！

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所以终究还是要提升功率，力大砖飞。[藏狐]

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科幻作品是用来给人思考的，而不是像小学生一样在每个视频下刷“工质推进没有未来”这种话，工质推进都还没搞明白呢，就想跨越式发展。。

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我就指望着核聚变赶紧发展，每个月电费少交点

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我看不懂[傲娇]前两期还行这个对我这种毕业老多年的艺术生来说超纲了[哭泣]

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另外200兆瓦不需要聚变吧，大一点的裂变反应堆就行了，对于深空探索来说，万吨级的宇宙飞船并非不可想象，只是如果要做到万吨级别，那200兆瓦的瓦斯马推进器可能推力又不够了。

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看完这期，可控核聚变[热词系列_真香]

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嗯……假如说啊，已经有了核聚变，那么也可以用建好了的聚变反应堆远程给哪些比较小的航天器供能，用红外线或者微波什么之类的方式传输电能，然后哪些因为太小而无法装备核聚变的飞船也能十分奢侈的使用电推了… 不对啊，我都有廉价核聚变了，那么人造激光矩阵+光帆这个组合不是更好吗lol

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要不大家给up众筹个好点的麦克风吧[Cat2_CatAMail][Cat2_CatAMail]

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可变比冲磁致离子浆火箭(Variable-specific-impulse magnetoplasma rocket,VASIMR)这种系统只是介于高推力低比冲的传统发动机和低推力高比冲的离子发动机之间的类型，可以在这两者之间调整参数。它采用射频发生器加热带电粒子或等离子体。射频发生器类似用于播放无线电节目的发射机。它有望使火星之旅缩短为39天。 可变比冲磁致离子浆火箭(Variable-specific-impulse magnetoplasma rocket,VASIMR)这种系统只是介于高推力低比冲的传统发动机和低推力高比冲的离子发动机之间的类型，可以在这两者之间调整参数。它也不用电极，而是在发动机前室使用电波来对氢推进剂进行离子化，然后在中室用磁场让其按自然频率绕磁场旋转，并使用无线电按照同一频率轰击，让温度上升到1千万K，再从后室把旋转变成轴向运动并释放出去。 最后，在离子化方面，日本设想用微波的方式来进行，用微波来击活推进剂气体的电子，之后就是和深空1号一样把离子聚集成束并以静电场加速喷射出去。美国宇航局也采用了日本人的办法测试了新的微波离子发动机，并得出结论认为这种方式可以让发动机工作得更久。 VASIMR发动机的工作原理 VASIMR发动机的工作原理与蒸汽机有相似之处，第一级承担类似于沸水生成蒸汽的任务。射频发生器会不断加热氩原子气体，直至电子“汽化”生成等离子体。今年7月2日，艾德·阿斯特拉火箭公司在其位于得克萨斯州韦伯斯特市的总部首次对VASIMR离子发动机的第一级进行了测试。 一旦从火箭发射出来的话，等离子体自身可以产生推力，只不过效率很低。为最大程度利用效能，火箭第二级会以一百万度加热离子，这一温度相当于太阳中心的温度。在强磁场下，比如超导磁体产生的磁场，离子会以固定频率旋转，VASIMR离子发动机就充分利用这一原理达到了目的。随后，射频发生器转换为同样的频率，向离子中喷射额外的能量。 强磁场会将等离子体输送到发动机后面，从反向驱动它的运行。由于射频发生器的作用，VASIMR发动机的动力水平比其他发动机高出一百倍，通过将等离子体发动至一系列具有不同电压的金属格，加快等离子体运行速度。在这一条件下，离子会与倾向于侵蚀其的离子相撞，从而限制了火箭的动力和寿命。不过，VASIMR离子发动机的射频发生器永远不会与离子接触，从而避免了这一问题。

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van神马[滑稽]

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[热词系列_热乎]

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