人類真的能太空旅行了？ NASA工程師提出「近光速0燃料」引擎飛出太陽系
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科學家們一直想走出太陽系，探索遼闊的宇宙。但這沒有想像中那麼簡單，至少在現階段，我們還沒有速度足夠快的推進器。NASA馬歇爾太空飛行中心（MSFC）的工程師David Burns提出了一個設想，他認為可以設計一種不需要燃料、速度接近光速的引擎，來實現太空探索的夢想。
▼目前所有的火箭都是基於牛頓的第三運動定律來設計的。有一道力施加在火箭上的話，就會有相等的反作用力。所以火箭才能靠燃料來產生推進力，並向前移動。燃料是一個大問題，根據NASA分析，目前火箭只把有效載荷投入低地軌道，每磅的成本就高達1萬美元。
將有效載荷送上月球、送到火星，進一步進行太空旅行，需要耗費多少燃料？這簡直無法想像，也是一個大問題。目前跑最遠的NASA「航海家1號」（Voyager 1），猜想要花數萬年時間才能到達距我們最近的恆星系統「南門二」（Alpha Centauri），航行時間太長了！
▼太空旅行花費巨大，業界內火箭發射成本相對來說比較低的SpaceX公司，獵鷹9號火箭發射的成本也有6,200萬美元；獵鷹重型火箭發射成本約9,000萬美元，這些錢聽起來很多，但連月球都到不了。
想要探索宇宙，首先要降低成本。科學家一直在努力，想要研發出新型的推進器。他們進行過很多嘗試，比如雷射脈衝火箭引擎、離子引擎等等，希望把成本降低到每磅僅需數百美元。現在離子推進器的研發已經有了很大的進展，只需要少量的推進劑，火箭就能達到很高的速度。
▼David Burns提出的設想，是研發一種完全無需燃料，還能產生高速推進力的太空引擎。他給這種引擎取名為「螺旋引擎」，原理是在火箭內來回移動品質，就像一顆來回彈動的球。不過以正常品質的球操作的話，球移動到火箭前部時，火箭會向前移動；球來到火箭後部時，火箭又會後移。這樣來看，就算球來回彈跳，火箭也只會前後擺動。
David Burns想出的解決方法，是使用螺旋狀粒子加速器中的粒子來充當「品質會發生變化的球」。當粒子在加速器中來回移動的時候，只要有足夠的時間，就能達到很快的速度。如果火箭前端的粒子加速到接近光速，後端的粒子速度較慢，根據相對論，火箭的前端比較重，向前的推力就比較大。
▼David Burns的這項設計，大概需要長200公尺、直徑12公尺的巨無霸引擎才行，而且產生1牛頓的推力就需要165MW功率。而且只有在零磨擦的環境中，才能達到接近光速的速度。
這麼神奇的品質變化球，真的存在嗎？相對論服從牛頓第三定律，也就是說，這在現實世界中幾乎是行不通的。科學家Martin Tajmar表示，這種新型引擎存在一個大問題，那就是所有推進系統都不能在無磨擦環境中運作。
雖然David Burns的設想目前來說不太現實，但這畢竟是一個新思路。也許經過同行評審，會有更多新的想法出現，為太空探索找到新的道路呢～
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