一場疫情,讓全世界都認識了武漢。
度過了漫長寒冬,這座九省通衢的江城,終於踏上了復甦的道路。
生活被按下暫停鍵的900萬武漢留守居民,也終於重啟了彌足珍貴的日常。
「封一座城,救一國人。」
這一場戰疫中,如鍾南山院士所言:武漢,是一座英雄的城市。
歷經苦難,浴火重生的武漢在4月8日解封。
而在僅僅1個月後,它又為我們帶來了一份對人類未來至關重要的驚喜。
確切的說,是武漢大學的科學家團隊,在抗擊疫情的高峰時期,堅守崗位孜孜以求,從而產出的科學成果:等離子在大氣層中的噴氣推進。這意味著,這項原本聚焦應用於外太空的航天技術,在武大的研究中驗證了在日常航空領域應用的可能性,為「電動飛機」成為現實打下了研究基礎。
最近,這則消息還登上了一些國外的新聞網站,使得「武漢」這個名字得以與「疫情」之外的關鍵詞聯繫在一起,引起了外國媒體的關注。
倫敦報導:中國工程師發現等離子體可能推動碳中和飛機製造
「中國武漢科學家利用物質第四態創造僅使用電力的等離子噴氣發動機」
該成果於5月5日在美國物理學會(AIP)的論文預印網站發布。在該項研究的實驗中,等離子高壓氣流經過一個24x600毫米的玻璃管成功託起了1公斤重的鋼球。
在論文中,團隊指出:如果用更大的微波功率或更大的氣流下,可以實現與商用飛機噴氣發動機相當的推力和噴氣壓力。
簡單來說,就是「電動飛機」將有望成為現實。
或許「等離子推動器」聽起來有些陌生,但你應該還記得被稱為「開啟中國科幻元年」的作品《流浪地球》。
影片中,因太陽即將爆炸,所以全世界的人類通力合作,在地球上建造了12000多臺等離子行星發動機,利用其反作用力推動地球前進,開啟了一場星際流浪之旅。
離子推進器(Ion Drive)是科幻迷們早就熟悉的概念,在現實中也已不是新鮮事。作為空間電推進技術中的一種,離子推進器推力小、比衝高,廣泛應用於空間推進,如太空飛行器姿態控制、位置保持、軌道機動和星際飛行等。
2018年,麻省理工團隊甚至利用等離子風的試飛了2.3公斤的遙控飛機,共飛行了50米。
但目前的應用和實驗都是純粹利用等離子風作為直接動力,而等離子風的推力非常微小,每千瓦電力只能產生6牛的力和每平米3牛的壓強。
武漢大學團隊的研究與以往最大不同是,研究了在大氣層內如何採用等離子實現電推,以作為飛機驅動力的可能性。
從實驗室的研究,到實際應用、製造出真正的「電動飛機」,承載成百上千名乘客飛躍半個地球,還有很遠的距離,將需要專業人員大量的研究和實驗。
但這一次,武漢大學為一個嶄新未來的可能添加了一塊新的基石。
離子推進在航天領域的應用,是因為其比衝高、效率高、推力小。那為什麼我們要關注它在大氣層內、商業航空領域的應用呢?
除了效率方面的考慮,還有一個更加重要的原因:人類的未來,將需要摒棄化石能源。
全球能源轉型中,以煤炭為代表的化石能源正在逐漸被淘汰
《人類簡史》裡提到一個有趣的觀點:工業革命的核心,其實就是能源轉換的革命。工業革命以後,每次即將因為能源短缺而使經濟增長趨緩的時候,就會有資金投入科學研究,解決這項問題。有時是更加有效地利用現有資源,有時則是找出了全新的能源。
從歷史發展來看,能源的不斷進化是規律也是趨勢。
更為嚴峻的事實是,人類對化石能源的瘋狂利用,產生了大量的碳排放,對全球的氣候造成了難以想像的影響。
氣候變化正在加重「旱的旱死澇的澇死」
不是那種地球自身調節、周期性的影響。而是在周期性之外,由人類活動所引起的額外影響。
這影響不僅僅是全球變暖、海平面上升,還引起了乾旱、冰雹等極端天氣,以及山火的肆虐,升溫到20℃的南極,被淹沒的島嶼,冰川中釋放的病毒……
瘋狂經濟增長的另一面,是人類與自然關係的嚴重失衡。
根據世界自然研究所的報告,全球由人類引起的碳排放中,佔比最高的來源是能源的使用(72%),而在能源使用中,交通佔據了15%。
等離子推進器所帶來的電動飛機的希望,將能夠在這一部分做出重大貢獻。論文中陳述:「……將來有可能構建高性能的微波空氣等離子體噴氣推進裝置,以避免碳排放以及由於化石燃料燃燒而引起的全球變暖。」
在2020年新冠疫情以前,在全球各國,很多人並不知道武漢的名字。
在疫情爆發後的一段時間內,少數一些試圖將疫情政治化的聲音,將新冠病毒稱為「武漢肺炎」,武漢這座城市,在承受慘痛疫情的同時,還背負了本不該承受的汙名。甚至武漢人也一度被排擠和遠離。
但武漢不應該以這種方式被記得。
這座城市風景如畫,長江橫渡,極目楚天舒。
這座城市歷史悠久,古有高山流水古琴臺,今有碧江煙花漢陽樹。
這座城市美食遍地,「過早」的熱乾麵和米粑粑蒸騰著煙火人氣。
這座城市有超過80所高等學府,有頂尖的科研院所和全世界在校人數最多的大學生。
希望在未來的全球討論中,武漢是那個九省通衢、意氣風發、科研成果卓著的江城。這座江城的科研人員,正在為更美好的世界獻禮!