?    幾十年來，太空旅行的唯一手段是依靠化學(xué)推進(jìn)的火箭發(fā)動機(jī)?，F(xiàn)在，在21世紀(jì)初，航空航天工程師正在設(shè)計(jì)創(chuàng)新的方法將我們帶到星星上，包括光推進(jìn)、核聚變推進(jìn)和反物質(zhì)推進(jìn)。一種缺乏任何推進(jìn)劑的新型航天器也被提出。這種類型的航天器會被電磁鐵在太空中顛簸，可以比任何其他方法帶我們走得更遠(yuǎn)。

    當(dāng)冷卻到極低的溫度時，電磁鐵表現(xiàn)出一種不尋常的行為：在通電后的最初幾納秒內(nèi)，它們會振動。美國能源部高能與核物理辦公室的項(xiàng)目經(jīng)理大衛(wèi)·古德溫（DavidGoodwin）提出，如果這種振動可以控制在一個方向上，它可以提供足夠的震動，將航天器送入太空，比任何其他正在開發(fā)的推進(jìn)方法都更遠(yuǎn)、更快。

    “似乎應(yīng)該有某種方法來使用[美國能源部科學(xué)家]正在開發(fā)的這項(xiàng)技術(shù)來幫助NASA實(shí)現(xiàn)他們的目標(biāo)，它基本上是從那里產(chǎn)生的，”古德溫說。從美國能源部的研究中產(chǎn)生的是古德溫對太空推進(jìn)系統(tǒng)的想法，該系統(tǒng)使用每秒振動400,000次的超冷超導(dǎo)磁體。如果這種快速脈沖可以指向一個方向，它可以創(chuàng)建一個非常有效的太空推進(jìn)系統(tǒng)，能夠達(dá)到光速1%的幾分之一。

    在電磁鐵上升的前100納秒（十億分之一秒）內(nèi)，電磁鐵處于非穩(wěn)定狀態(tài)，使其能夠非?？焖俚孛}沖。上升后，磁場達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，不會發(fā)生脈沖。古德溫描述了他用作螺線管的電磁鐵，它基本上是纏繞在金屬圓柱體上的超導(dǎo)電磁線。整個結(jié)構(gòu)的直徑為1英尺（30.5厘米），高度為3英尺（91.4厘米），重量為55.12磅（25公斤）。用于該推進(jìn)系統(tǒng)的電線是鈮錫合金。其中幾根線束將被纏繞成電纜。然后用液氦將該電磁鐵過冷至4開爾文（-452.47F/-269.15C）。

    為了使磁鐵振動，您需要在磁場中引起不對稱。古德溫計(jì)劃特意將金屬板引入磁場，以增強(qiáng)振動運(yùn)動。這塊板將由銅、鋁或鐵制成。鋁板和銅板是更好的導(dǎo)體，對磁場的影響更大。板將被充電并與系統(tǒng)隔離以產(chǎn)生不對稱性。然后，在磁鐵向相反方向振蕩之前，板將在幾微秒（百萬分之一秒）內(nèi)耗盡電力。

    “現(xiàn)在，這里的問題是，我們能否以這樣一種方式使用這種非穩(wěn)態(tài)條件，使其只向一個方向移動？”古德溫說。“這就是非常不確定能否做到這一點(diǎn)的地方。這就是為什么我們想做一個實(shí)驗(yàn)來找出答案。在波音公司的合作下，古德溫正在尋求美國宇航局的資助來進(jìn)行這樣的實(shí)驗(yàn)。

    該系統(tǒng)的關(guān)鍵是固態(tài)開關(guān)，它將調(diào)解從電源發(fā)送到電磁鐵的電流。這個開關(guān)基本上每秒打開和關(guān)閉電磁鐵400,000次。固態(tài)開關(guān)看起來有點(diǎn)像一個超大的計(jì)算機(jī)芯片——想象一下一個冰球大小的微處理器。它的工作是獲取穩(wěn)態(tài)功率，并將其轉(zhuǎn)換為非?？焖俚母吖β拭}沖，每秒400,000次，電壓為30安培和9,000伏。

    美國能源部也在為美國宇航局制定核太空反應(yīng)堆的計(jì)劃。古德溫認(rèn)為，該反應(yīng)堆可用于為電磁推進(jìn)系統(tǒng)提供動力。美國能源部正在努力從美國宇航局獲得資金，到300年，一個2006千瓦的反應(yīng)堆可能準(zhǔn)備就緒。推進(jìn)系統(tǒng)將被配置為將反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電能。

    “對于深空、火星和更遠(yuǎn)的地方，如果你要移動任何質(zhì)量，你幾乎需要使用核能，”古德溫說。

    反應(yīng)堆將通過誘導(dǎo)核裂變過程發(fā)電，通過分裂原子（如鈾-235原子）產(chǎn)生能量。當(dāng)單個原子分裂時，它會釋放出大量的熱量和伽馬輻射。一磅（0.45公斤）高濃縮鈾，就像用于為核潛艇或核航空母艦提供動力的鈾一樣，相當(dāng)于大約1萬加侖（3萬升）汽油。一磅鈾只有棒球那么大，因此它可以長時間為航天器提供動力，而不會占用太多空間。這種核動力、電磁推進(jìn)的航天器將能夠穿越令人難以置信的遠(yuǎn)距離。

    來自核反應(yīng)堆的熱能可以轉(zhuǎn)化為電能，為航天器提供動力。

    “你無法到達(dá)最近的恒星，但你可以看看日球?qū)禹數(shù)娜蝿?wù)，”古德溫說。“如果它運(yùn)行得非常好，它可以達(dá)到光速1%的一小部分。即便如此，也需要數(shù)百年才能到達(dá)最近的恒星，這仍然是不切實(shí)際的。

    日球?qū)禹斒莵碜蕴柕奶栵L(fēng)與其他恒星產(chǎn)生的星際太陽風(fēng)相遇的點(diǎn)。它距離太陽約200個天文單位（AU）（日球?qū)禹數(shù)拇_切位置未知）。一個AU等于從太陽到地球的平均距離，或大約93萬英里（150.39億公里）。相比之下，冥王星距離太陽53.<>天文單位。

    為了移動人員，必須建造一個更大的設(shè)備，但直徑1英尺，高3英尺的電磁裝置可以將小型無人航天器（如星際探測器）推到很遠(yuǎn)的距離。根據(jù)古德溫的說法，該系統(tǒng)非常高效，它通過超導(dǎo)體提供大量電力。問題是科學(xué)家是否可以在不破壞磁鐵的情況下將這種動力轉(zhuǎn)化為推進(jìn)力?？焖僬駝涌赡軙勾盆F達(dá)到其強(qiáng)度的邊緣。

    對這種系統(tǒng)持懷疑態(tài)度的人說，古德溫所要做的就是非?？焖俚卣駝哟盆F，但它不會去任何地方。古德溫承認(rèn)，目前還沒有證據(jù)表明他的推進(jìn)系統(tǒng)會起作用?！斑@是高度投機(jī)性的，在我最樂觀的日子里，我認(rèn)為它有十分之一的機(jī)會可能奏效，”古德溫說。當(dāng)然，10年前，人們認(rèn)為我們進(jìn)入太空的機(jī)會就更小了。