飞行器,若能在飞行过程中將其惯性质量降至 10 吨,那么它的运动状態將类似於质量为 10 吨的物体 —— 在相同动量或动能下,速度会更快,下落时加速度也会更大;
同时,惯性减小还能降低太空飞行器碰撞时的破坏力,使太空交通更安全;
此外,通过快速恢復甚至提高太空飞行器的实际惯性质量,还能实现快速减速 —— 这正是我们在科幻作品中常看到的太空飞行器 “急剎车” 场景。
这类技术通常被归类为克拉克科技,且可能违反动量守恆或能量守恆定律。
此外,惯性减小技术还可能意味著我们掌握了 “惯性阻尼” 技术 —— 科幻作品中常用这一技术来解释太空飞行器为何能快速加速或减速,而不会让船员因惯性作用被 “甩成肉泥”。
惯性减小推进器与引力推进器可被视为 “孪生技术”—— 二者都能实现类似的 “无惯性” 加速效果。
加粗 - 离子推进器
离子推进器(也称为离子推力器或离子发动机)是电动太空飞行器推进系统的一个大类。其核心原理是:利用电源產生的电场或磁场,加速带有电荷的电离粒子(推进剂),使其从太空飞行器尾部喷出,从而產生推力。
离子推进器的电源来源多样,包括电池、放射性同位素热电发生器(rtgs)、机载反应堆、太阳能电池板,或是通过雷射、能量束等外部方式传输的能量。
这类推进器通常具有 “低推力、高效率” 的特点:
由於推力小,无法用於太空飞行器的地面起飞或穿越大气层;
但由於效率高,能长时间持续工作(可运行数小时甚至数周),最终能將太空飞行器加速到远高於化学火箭的速度(化学火箭通常只能运行几分钟)。
因此,离子推进器非常適合以下场景:
电源充足但对加速时间无严格要求的任务,如行星际航行;
卫星的轨道微调或轨道维持。
从理论上讲,离子推进器的排气速度没有上限 —— 因为它本质上是一种粒子加速器,而粒子加速器已能將粒子加速到接近光速(如 0.999999999988 倍光速)。但在实际应用中,其排气速度会受到推进剂类型、电源功率等因素的限制,存在一个 “最有效” 的速度范围。
加粗 - 克拉斯尼科夫管
克拉斯尼科夫管是一种用於超光速飞行的曲速推进器设计,与其他曲速推进器类似,它的实现依赖於自然界中尚未经实验证实的奇异物质,因此被归类为克拉克科技。
根据狭义相对论,以接近光速飞行的太空飞行器会经歷 “时间膨胀” 效应 —— 太空飞行器上的时间流逝速度会远慢於外界。例如:
一艘以 99.5% 光速飞行的太空飞行器,船上每度过 1 天,外界就会度过 10 天;
若该太空飞行器前往 10 光年外的埃普西隆?厄里达尼恆星系统,从外界视角看,旅程耗时约 10 年,但船员在船上仅会经歷 1 年。
谢尔盖?克拉斯尼科夫提出,在这类太空飞行器飞行轨跡的 “尾跡” 中,会形成一个 “时间捷径”—— 通过这个捷径,后续太空飞行器能在更短时间內完成相同旅程。例如:
第一艘太空飞行器於 2090 年出发前往埃普西隆?厄里达尼星系,按正常时间膨胀效应,將於 2100 年抵达(外界时间);
第二艘太空飞行器可在 2099 年出发,通过第一艘太空飞行器留下的克拉斯尼科夫管,同样在 2100 年抵达目的地。
理论上,通过持续发射太空飞行器,可在两个恆星系统之间建立一个 “持续的超光速通道”—— 例如,每月第一天发射一艘太空飞行器,就能形成一个稳定的超光速交通管。
然而,若在两个恆星系统之间建立双向的克拉斯
