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真有不用燃料的太空引擎?

《國家地理》雜誌中文網
2016-12-27
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真有不用燃料的太空引擎?
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圖為NASA實驗室中的電磁推進器原型機。PHOTOGRAPH COURTESY AIAA


根據研究報告指出,傳說中的「電磁推進器」的確可以產生推力,即使這違反了既有的物理定律。

儘管多年來熱議不斷、在許多專家看來是「不可能的任務」,NASA詹森太空中心終究正式發表了電磁推進系統的可行性證據,而且還不需任何燃料。

這種電磁推進器讓微波在密閉空間內不斷反彈,將電力轉換成推力。理論上而言,這種重量極輕的引擎能把地球到火星的旅程縮短至七十天。電磁推進器似乎違反了傳統物理定律,即使研究團隊宣稱可行,科學家們仍無法確實得知其運轉方式。在飽受質疑的情況下,過去一直被斥為是偽科學。

然而這份最新研究通過了一群獨立科學家的審視。這會是太空之旅的革命性開端?抑或另一項對「不可能」的太空船引擎之錯誤幻想?

什麼名堂?

近廿年前,英國科學家羅傑.夏威爾(Roger Shawyer)打造出電磁推進器的雛型,並於NASA的高階推進物理實驗室Eagleworks進行測試。

簡單來說,就是在密閉的錐形空間中,利用電磁能(在此是指微波光子)的反彈來產生推力。當這些光子和密室內壁碰撞時,在沒有任何能量溢出的情況下產生推力。相對來說,目前部分NASA太空船使用的驅動技術是靠著電離氙氣,噴出離子束以產生推力。

假使電磁推進器可以通過進一步的檢核,未來的飛行器將不需載運大量燃料便能在太空中遨遊。欲在長途太空旅行中提升速度並降低成本,減輕重量是關鍵。

違反物理定律?

1687年,牛頓發表了三大運動定律,奠定了往後力學的基礎。

問題是電磁推進器違反了牛頓第三定律:每個作用力都有一個等值反向的反作用力。舉例來說,這個定律便能解釋為何划獨木舟時會前進,人施加在船槳上的力讓水產生推力,將獨木舟推向反方向;噴射機引擎靠著向後噴出熱氣以便讓飛機往前飛。

電磁推進器並沒有排出任何東西,沒有一個反作用力可以解釋這股推力,這完全不符合牛頓第三定律。

2014年Eagleworks實驗室宣稱,早期測試的確行得通。之後該團隊又在更嚴格的條件下進行更多測試。其他團隊也開發出各種不同型的電磁推進器進行測試。除了美國、歐洲和中國研究專家進行實驗以外,尚有民間團體自行研發製造並測試。但目前仍無人能夠篤定這種科技完全是可行的。


完整內容請至《 國家地理 》雜誌中文網

撰文:Nadia Drake、Michael Greshko

編譯:林品竹

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