Глава 864. Технология электромагнитного двигателя на основе взрывного магнитного пересоединения •
Если говорить о том, какая технология является самой важной в космическом челноке нового поколения.
Несомненно, это миниатюрный управляемый термоядерный реактор и воздушно-космический двигатель.
Именно благодаря идеальному сочетанию этих двух технологий и были достигнуты превосходные характеристики, сравнимые с традиционными ракетными двигателями.
Но по сравнению с традиционными ракетными двигателями на химическом топливе, воздушно-космические двигатели все еще имеют немало недостатков.
Например, тяга, кратковременное ускорение, взрывная сила и так далее.
Все это не сравнится с нынешними воздушно-космическими двигателями с электрической тягой.
Стартовая масса ракеты-носителя "Чанчжэн-5" достигает 1100 тонн, а тяга ракеты-носителя "Фалкон Хэви" превышает 5000 тонн.
Хотя продолжительность работы относительно невелика по сравнению с двигателями с электрической тягой, тяга и скорость, которые могут быть созданы за это время, не имеют себе равных среди двигателей с электрической тягой.
Поэтому Сюй Чуань постоянно думал о том, как повысить "взрывную силу" воздушно-космического двигателя.
После тщательного изучения различных форм магнитного поля, он, наконец, нашел направление для исследований в одной из звезд, которую он когда-то изучал, и разработал часть теории.
Достав из рюкзака, который он носил с собой, стопку документов, Сюй Чуань передал их.
Напротив, на диване, академик Чан Хуасян с любопытством и интересом в глазах взял документы и начал их просматривать.
Увидев заголовок на документе, он удивленно посмотрел на Сюй Чуаня и спросил: "Технология двигателя на основе магнитного пересоединения?"
"Да."
Сюй Чуань кивнул и объяснил: "Магнитное пересоединение - это фундаментальный процесс в плазме, реакция которого вызвана сближением силовых линий магнитного поля с противоположными компонентами. Оно способно быстро преобразовывать магнитную энергию в тепловую энергию вещества, кинетическую энергию и нетепловую энергию частиц высоких энергий."
"Из-за скачка тангенциальной составляющей магнитного поля между силовыми линиями, в тонком слое образуется токовый слой. И чем ближе друг к другу находятся противоположно направленные силовые линии, тем сильнее ток, и тем больше магнитной энергии накапливается в области токового слоя."
"Когда ток или магнитная энергия достигают определенного уровня, это вызывает плазменную неустойчивость, приводящую к рассеянию тока и магнитному пересоединению. После пересоединения конфигурация токового слоя разрушается, плотность тока в нем уменьшается, а энергия магнитного поля системы падает, преобразуясь в другие формы энергии и высвобождаясь."
Увидев некоторое замешательство на лице академика Чан Хуасяна, Сюй Чуань покачал головой и кратко объяснил: "На самом деле, этот процесс очень распространен в эволюции Вселенной, особенно в развитии звезд, и играет в нем решающую роль."
"Например, такие процессы, как солнечные вспышки, нагрев короны, взрывы в магнитосфере Земли, а также некоторые другие астрономические явления, имеют к нему определенное отношение."
"Проще говоря, это немного похоже на игру, в которую играют дети в деревне, игру "потяни за пуговицу", когда веревка продевается через пуговицу."
"Магнитное поле - это наши руки, веревка - это линия, которая контролирует и передает энергию, а пуговица - это устройство для хранения энергии."
"Когда веревка закручивается до предела, пуговица начинает вращаться с высокой скоростью, высвобождая мощную вращательную силу. Когда вы продолжаете тянуть, она будет многократно вращаться с очень высокой скоростью."
"Двигатель на основе магнитного пересоединения построен на этой теоретической основе, он может дросселировать магнитное поле, одновременно выбрасывая сгустки плазмы, создавая гораздо большую тягу, чем обычное плазменное сопло."
"Другими словами, за короткое время он может создать более мощную взрывную тягу."
Академик Чан Хуасян перелистал документы в руках, поправил очки на переносице и с некоторым недоумением спросил: "Кажется, я не слышал об этой теории?"
Он, конечно, знал о таких вещах, как солнечные вспышки, нагрев короны и взрывы в магнитосфере Земли, но о теории магнитного пересоединения он действительно не слышал.
Сюй Чуань улыбнулся и сказал: "Это нормально, магнитное пересоединение - довольно передовая теория в области астрофизики, ее структура была предложена только в девяностых годах."
"И из-за ограничений в технологиях наблюдения, глубокое понимание этой теории началось только в 2013 году."
"Сейчас магнитное пересоединение - одна из малоизученных загадочных областей физики."
"Я не сомневаюсь в правильности твоих исследований, даже ошибочная теория имеет ценность для изучения." "Просто теория, которую физики до сих пор не до конца поняли, не будет ли слишком сложной для применения?"
Опять же, расстояние между теоретической физикой и прикладной физикой настолько велико, что его недостаточно описать как небо и землю.
Особенно в таких передовых областях теоретических знаний, одному богу известно, сколько времени потребуется, чтобы превратить их в приложения.
Сюй Чуань улыбнулся и сказал: "Ничего страшного, не торопитесь, давайте сначала изучим эту статью, оптимизация воздушно-космического двигателя - это не то, что можно сделать за короткое время, не спешите."
"Кроме того, для оптимизации воздушно-космического двигателя я попрошу помощи у исследователей из Института энергетики, которые специализируются на разработке магнитных полей, и я сам уделю этому некоторое время."
Чан Хуасян кивнул, больше ничего не спрашивал и с улыбкой ответил: "Хорошо, тогда я сначала изучу это. Если возникнут вопросы, я обращусь к тебе."
Сюй Чуань с улыбкой сказал: "Тогда я буду вам очень благодарен."
Помолчав, он продолжил: "Я сделал приблизительные расчеты, если удастся применить эту технологию, то при среднем расстоянии между Землей и Марсом в 225 миллионов километров, время полета можно сократить более чем на треть, или даже более чем наполовину."
Услышав эту цифру, Чан Хуасян удивленно поднял голову и посмотрел на него: "Ты уверен?"
Сокращение времени более чем на треть или даже более чем наполовину - это огромный шаг вперед для космических путешествий.
Если обычный полет космического челнока на Марс занимает месяц, то сокращение вдвое позволит сжать время до пятнадцати дней.
Две недели, чтобы добраться до Марса, эта скорость почти сравнима со скоростью полета космического корабля на Луну в прошлом веке.
И нужно понимать, что расстояние между Землей и Марсом более чем в сто раз превышает расстояние между Землей и Луной, если считать по среднему расстоянию, то разница почти в шестьсот раз.
Если это действительно удастся сделать, то полет на Марс в будущем может стать таким же удобным, как и полет на Луну в настоящее время.
Сюй Чуань кивнул и сказал: "Технология двигателя на основе магнитного пересоединения имеет такую основу, теоретически в космосе она может даже разогнать космический корабль до одной десятой скорости света."
Одна десятая скорости света, услышав эту цифру, даже Чан Хуасян, повидавший немало на своем веку, был поражен.
Он сглотнул слюну и взволнованно сказал: "Если это так, то эта технология будет потрясающей."
Если бы кто-то другой сказал, что может увеличить скорость космического корабля до одной десятой, он бы просто посчитал это хвастовством и не обратил бы внимания.
Он бы и во сне не посмел так мечтать.
Но если это говорит этот человек, то даже в такую нелепость он в какой-то степени верит.
Если действительно удастся достичь одной десятой скорости света, то космическая иммиграция не за горами.
Не говоря уже о Солнечной системе, у них есть надежда прикоснуться к далекой системе Проксима Центавра, находящейся на расстоянии нескольких световых лет, еще при жизни.
Сюй Чуань улыбнулся, покачал головой и сказал: "Это всего лишь предположение, что у нее есть такой потенциал."
"Одна десятая скорости света, не говоря уже о том, что с нынешними технологиями это невозможно, даже теория у меня не до конца разработана."
"То, что вы видите сейчас, - это всего лишь часть теории магнитного пересоединения, касающаяся скручивания и разрыва магнитных силовых линий, а сколько еще предстоит узнать о теории взрыва магнитного пересоединения, неизвестно."
"Однако..."
Помолчав, он посмотрел на теоретический документ, который Чан Хуасян держал в руке, и продолжил: "Однако на основе существующего воздушно-космического двигателя, с помощью этой теории, не должно быть больших проблем с дальнейшим улучшением характеристик."
"Поэтому в дальнейшем это будет основным направлением исследований Аэрокосмического исследовательского института."
"В будущем это, скорее всего, станет самым важным средством освоения ресурсов внутри Солнечной системы!"