一旦脱离星球引力,核聚变反应堆或聚变发动机的功率大小就无关紧要了——持续数小时、数天的缓慢加速,和几分钟内耗尽燃料的快速加速,效果完全一样。这也是为什么离子推进器在太空中很实用,但用于入轨却毫无用处:它能让飞行器达到远超传统火箭的最终速度,但需要漫长时间加速,根本无法突破地球轨道。
无论是星际旅行还是行星际旅行,花费较长时间加速、减速都无关紧要。顺便一提,我们常说的“聚变火炬推进器”,理论最高速度约为光速的10%——这是携带燃料实现加速、减速能达到的近似极限,不过这个话题我们改天再聊。
现在,我们来探讨核聚变对经济的实际影响。首先,核聚变并非无限能源,但它能利用宇宙中最常见的物质产生能量,单位重量产出的能量,是汽油、煤炭的数百万倍。美国经济体每天需要消耗数艘超级油轮的石油,而一艘装满核聚变燃料的超级油轮,足以支撑美国经济体运转数千年。
这一点,对于远离太阳、无法使用太阳能的深空定居点而言至关重要:即便需要进口燃料(而非直接提取周围稀薄的宇宙气体),也能在远小于栖息地的空间内,储存可供数百万年使用的能源,维持栖息地运转。接下来,我会通过具体数据计算:维持一个人舒适生活一个世纪(漫长的一生),包括种植食物所需的能量,需要多少核聚变燃料(普通氢或氘)。
先说说更直接的影响:我们知道,核裂变能提供廉价电力,核聚变更是如此,但廉价电力无法直接用于汽车——我们不可能在汽车里装一座裂变反应堆。说真的,所谓的核能汽车完全是无稽之谈。我们可以用电池,但电池的性能实在太差。如果未来电池能量密度能大幅提升,太阳能会成为更优选择;但如果电池技术没有突破,而我们拥有了核聚变,就能获得源源不断的“汽油”,且无需担心大气中二氧化碳超标。
为什么会这样?因为化石燃料和碳氢化合物是优质能源:高温下与氧气接触会燃烧,碳氢化合物分解为水、氢和二氧化碳,同时释放热能。这个过程可以逆向操作:将水和二氧化碳重新合成碳