代达罗斯计划：当年飞天梦

太空时代的早期是个乐观的年代，与进展一路相伴。在行星探测取得初步成功之后，接下来的一步自然是向深空进军。1973年至1978年间英国行星际学会提出的代达罗斯计划就是其中的先驱和代表，它的目标是设计出一艘无人星际探测飞船，飞向5.9光年外的巴纳德星。当然，计划本身具有很高的灵活度，一旦可行性得到论证，完全可以将其推广用于其他恒星的探测。</>艺术家笔下的代达罗斯火箭。（绘图：沼泽茂美）代达罗斯计划要求充分利用已有或者在不远的将来可能出现的技术，且可以在人的一生中抵达预定的目的地（因此按照最初的设想，计划的参与者有机会亲眼目睹其完成任务）。选择巴纳德星而非距离更近的比邻星作为首要目标的原因是，当时的人们根据不可靠的观测证据认为，该星周围可能有行星环绕，虽然这一说法现在并未得到证实。在这个要求之下，火箭工程师Alan Bond率领13人的研究小组提出了核聚变火箭的构思。按照设计，代达罗斯飞船总长190米，采用二级结构，总重54000吨，其中包括50000吨的燃料和500吨的科研载荷。考虑重量问题，飞船将在轨道上建造。一、二级推进系统总共工作不到4年，可以将飞船加速到0.12倍光速，在接下来的46年里代达罗斯飞船会处在无动力滑行状态。由于飞行时间长、距离远，为应付星际空间的低温，飞船的支撑结构按设计要使用导热性能良好的金属铍构建。代达罗斯飞船的设计图，下半为一级火箭，总工作时间约2.05年；上半为二级火箭和飞船载荷，二级火箭工作时间约为1.76年。代达罗斯的推进系统是核聚变脉冲火箭，这是在20世纪50年代末研究核裂变推进的猎户座计划的基础上提出的。1963年，部分禁止核试验条约签署后，需要利用核爆炸驱动的猎户座火箭无法继续进行研究。而代达罗斯所依赖的聚变脉冲对环境影响小，不受条约限制。按照设计，氘和氦3组成的混合燃料球由高能电子束在惯性约束反应室中点燃并爆发，爆发产生的离子气在磁场的约束下以每秒10000000米的速度排出船尾，以作为动力的来源。每秒代达罗斯需要消耗250个燃料球。由于地球上缺乏氦3储存，计划的设计者构思出了同样野心勃勃的氦3开采方案：在20年的时间里，利用热气球在木星大气中采集所需。对于长期星际飞行来说，速度不是唯一需要解决的问题。由于代达罗斯在旅途中不能与地球进行实时通讯，其本身必须拥有足够的应变能力才能保证顺利走完全程。其中一个需要考虑的重要问题是星际尘埃的轰击，虽然介质的密度并不高，颗粒也一般不大，但是在0.12倍光速下，这一影响不可忽略。代达罗斯在前方设有铍质偏转罩，并可以通过携带的前导“尘埃虫（Dustbugs）”飞船生成高速运行的粒子防护云。再结合小型遥控机械装置“看守（Wardens）”在途中的随时修复，理论上飞船可以应对绝大多数情况。代达罗斯的“看守”，其任务包括检修、启动子探测器等，每架“看守”重约10吨，其上携带有反应堆和控制计算机。在科学任务方面，代达罗斯飞船本身携带有两架5米光学望远镜和两架20米射电望远镜，同时次级火箭的40米引擎碟也可以作为通信设备使用。飞行过半后，代达罗斯的主计算机将控制望远镜的开启，并对巴纳德星拍照，第一批照片将于两年后传回地球。由于飞船本身在到达目标时并不会减速，近距离探测只能持续几十小时。为了充分完成科研目标，一并上路的还有18架由离子引擎驱动的探测器，它们起初存放在代达罗斯的载荷舱内，将在抵达巴纳德星之前的7.2至1.8年间被陆续释放，并使用所携带的照相机和光谱仪等设备研究恒星及其周边环境。探测器设计示意，典型的探测器重量为10吨。1978年，英国行星际学会公布了代达罗斯计划的最终方案。该计划给出了史上第一份详细的星际飞船设计图，旨在论证可能性。但直到今天，代达罗斯所需要的大量核心技术仍是纸上谈兵，没有核聚变火箭，没有木星开采技术，在轨道上建造几万吨的航天器也近乎天方夜谭——想一想重量只有区区300多吨的国际空间站所花费的建设时间吧。更不要提的是开支，几万吨的载荷入轨所需要的费用已经是天文数字了，何况代达罗斯用到的金属铍开采提炼均非易事，故而每千克材料价格高达几百至上千美元。单单是代达罗斯的偏转罩就需要50吨的铍。因此这样的计划就算真的要变成现实，也必然会以大型国际合作项目的面目出现。代达罗斯之后，又有多个受此启发提出的星际探测项目问世，而NASA据说也曾经根据代达罗斯计划讨论过星际探测的可能性。虽说核心技术尚属未来，但当80年代太空探测的热潮逐渐消退之后，不知道曾经的飞天梦想何时能变为现实？Waiting……内容来自 Bo Zhang's Homepage

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