几乎所有的推进器都是要利用一个物质的损耗来产生一个反作用力,以化学能源为主的火箭和以辐射驱动为主的宇宙飞船都要损耗物质来实现飞行器的推进,不过它们之间物质的损耗程度却存在着非常大的区别。
火箭是通过向后喷射高热的化学物质来实现火箭的推动,在这一个喷射过程中,喷射的那些物质虽然相比较于飞船来说只是一小部分的物质,但是随着时间的流逝,整个过程中喷射出的物质的质量也是非常的大的,损失的物质质量也是非常庞大的。
而现在的辐射驱动为主的宇宙飞船就不像火箭这样有着物质的损耗了,通过质能方程能量等于损失的质量乘以光速的平方就可以看出,在核反应过程中,只要损失一小部分的质量就可以产生非常庞大的的能量。与此同时,在核反应的过程之中,还会产生一些微小的粒子和光子,虽然人们现在还没有证明光子也属于宇宙飞船的一种推进物质,但是在核反应过程中产生的那一些微小粒子大多都可以成为飞船动力系统之中的反冲物质,对于飞船的宇宙航行有着极为深远的意义。
光子之所以没有被证明是一种反冲物质,主要是现在的人们认为光子是没有质量的,这就意味着光子即使拥有着光速,但是由于没有质量,所以它的动量依旧为零。
因为现在的宇宙飞船的动力来源主要是辐射驱动,而原来的火箭推进器主要是利用化学物质来驱动,两者之间的那一种差异就非常的明显了。
以前的火箭燃料是一些化学物质,那一些化学物质大多不能充分燃烧,利用率更是非常的低,所以造成了火箭虽然在一开始的时候有着庞大的质量,但是随着飞行的持续,火箭的大部分都随着能源的用尽而脱落了,所以火箭飞行的距离是极为有限的,大多只是用来帮助宇宙飞行器挣脱地球的束缚。
而现在的宇宙飞船,利用的是辐射驱动,这就意味着飞船的主要能源是核反应过程中产生的能量,而核反应一个最大的特点就是通过微量的物质产生巨大的能量,这一点从伟大的科学家爱因斯坦的质能方程就可以看出。
现在的宇宙飞船采用的核反应方式主要是核聚变,这主要是依赖于人类对核聚变的有效控制。以核聚变作为主要驱动方式,这就意味着飞船的能源系统只需要占据飞船总体质量的一小部分,就可以使得飞船飞行很远很远的距离,这种辐射驱动相比于传统的火箭来说作用要更加持久得多,能源的利用率也要更加高一些。
当然了,火箭为主的化学物质驱动与现在的辐射驱动还是有着一个非常重要的相同点的,就是两种驱动最主要的驱动过程都是通过工质来完成的。
实现热能和机械能相互转化的媒介物质就是所谓的工质,其实工质可以实现一个相互的作用,依靠着工质在热机中的状态变化,比如说膨胀的变化时才能获得相应的功,而做功的过程主要是通过工质才能传递相应的热量。所以说工质是实现热c功转换的工作物质,而传统的火箭驱动和现在的辐射驱动都产生了庞大的热能,这些热能都是通过工质来做功的。
核聚变的开始是一个需要消耗能量的过程,每一颗恒星其实就是一个核聚变反应堆,恒星的开始也是一个耗能的过程,不过在核聚变开始之后,恒星之中的其他物质也会在开始的那一根的作用下也开始发生核聚变反应,有的反应甚至是一类连锁的反应,相应的反应一个接着一个根本停不下来。
现在的宇宙飞船中的辐射驱动器也是这样的原理,在开始的时候它的确需要消耗其他的物质能量,而且需要的外界能量还不小,但是通过这几年以来的改良之后,使得核聚变发生所需要消耗的能量已经越来越小了。
核聚变的这一个过程也许还是有些难以理解,不过可以用一堆木柴燃烧的过程来解释。一堆木柴堆放
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