今年早些时候，日本科学家成功发射了一枚小型金属火箭，使用了一种不寻常的动力源，就是微波推进。这一最新实验佐证了这种推进原理。其支持者表示，微波推进可能有一天会成为一种比传统化学火箭更好的方法来把宇宙飞船送入轨道。

 

利用机载可燃混合燃料把火箭送入太空，对于克服地球深部重力问题而言，并不是最优解决方案。它不仅危险地把人与卫星绑在一颗巨型炸弹的顶端，而且浪费也惊人：发射台上火箭重量的90%是燃料。

 

20世纪初，俄罗斯火箭科学家Konstantin Tsiolkovsky发现有另一种方式，就是把能源放在地面，把所需能量辐射到火箭上，火箭只需机载很少的燃料就可以发射。

 

随着微波激射器（maser）或微波激光的发明，科学家们获得了一种工具可以实现Tsiolkovsky的梦想。在20世纪70年代，他们就开始制作模型。一些人看好微波推进技术有潜力把火箭进入轨道的成本降低一个数量级，但由于缺乏资金，这项技术从未实际应用于火箭发射中。

 

日本科学家的示范项目使用了一个回旋振荡管（Gyrotron）设施，它本质上是一种微波激射器，地址位于日本原子能机构那珂核聚变研究所。最初研发这个超级高能微波光束发射器的目的，是日本为了促进国际热核聚变反应堆ITER所做的工作。

 

利用该微波束，科学家可以发送微波脉冲能量进入126克的空心火箭模型底部，加热其内部空气到1万摄氏度，使这些空气快速膨胀。稳定的推进力可以由重复脉冲微波辐射产生。他们未来的工作是发射一枚更重的火箭到更高的高度，这就要提高光导系统和回旋振荡管的性能，也需增加输入能量，最终，他们要发射200公斤的有效载荷进入地球轨道。

 

目前，微波推进飞行器的世界纪录是2001年创造的在12.7秒内飞行72米。

 

（陈伟）

 

《科学时报》 (2010-11-08 B3 技术)