?    幾十年來，太空旅行的唯一手段是依靠化學推進的火箭發(fā)動機?，F(xiàn)在，在21世紀初，航空航天工程師正在設(shè)計創(chuàng)新的方法將我們帶到星星上，包括光推進、核聚變推進和反物質(zhì)推進。一種缺乏任何推進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。

    當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)的推進方法都更遠、更快。

    “似乎應該有某種方法來使用[美國能源部科學家]正在開發(fā)的這項技術(shù)來幫助NASA實現(xiàn)他們的目標，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系統(tǒng)的想法，該系統(tǒng)使用每秒振動400,000次的超冷超導磁體。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系統(tǒng)，能夠達到光速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)，使其能夠非常快速地脈沖。上升后，磁場達到穩(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。古德溫計劃特意將金屬板引入磁場，以增強振動運動。這塊板將由銅、鋁或鐵制成。鋁板和銅板是更好的導體，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的地方。這就是為什么我們想做一個實驗來找出答案。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行這樣的實驗。

    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)看起來有點像一個超大的計算機芯片——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堆的計劃。古德溫認為，該反應堆可用于為電磁推進系統(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2006千瓦的反應堆可能準備就緒。推進系統(tǒng)將被配置為將反應堆產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電能。

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

    反應堆將通過誘導核裂變過程發(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、電磁推進的航天器將能夠穿越令人難以置信的遠距離。

    來自核反應堆的熱能可以轉(zhuǎn)化為電能，為航天器提供動力。

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

    日球?qū)禹斒莵碜蕴柕奶栵L與其他恒星產(chǎn)生的星際太陽風相遇的點。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，它通過超導體提供大量電力。問題是科學家是否可以在不破壞磁鐵的情況下將這種動力轉(zhuǎn)化為推進力?？焖僬駝涌赡軙勾盆F達到其強度的邊緣。

    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常快速地振動磁鐵，但它不會去任何地方。古德溫承認，目前還沒有證據(jù)表明他的推進系統(tǒng)會起作用。“這是高度投機性的，在我最樂觀的日子里，我認為它有十分之一的機會可能奏效，”古德溫說。當然，10年前，人們認為我們進入太空的機會就更小了。