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  • 1 # 天文線上

    一艘星際飛船與航行速度有關。

    星群漫天分佈,其旅程可輕易突破世紀。每一個十年我們丟棄的東西都是有無限價值的,所以這一切都與速度有關係。

    因此基本上來說,所有的能量都用在引擎上,我們就需要飛船儘可能的輕。提供給人類的能源預算是微不足道的;但也有足夠的空間。其中最大的限制是讓所有的一切都成為輕量級的。

    在高速(大約10%的光速下),除了引擎動力,主要的障礙物是如何在與微小行星和星際塵埃的碰撞中倖存下來。在這樣的速度下,每一個粒子都變成了危險的輻射,一個鵝卵石會變成一顆具有毀滅性攻擊力的核彈,垂直砸向你的飛船。在沿途中,你也許會遇到至少一桶物質,所以做好準備。

    那麼,我們已經列出了注意事項,現在我們該做些什麼呢?

    -飛船又單薄又長,這樣我們在途中就不會沾上太多灰塵。我們沒有理由去避免不合常規的高寬比例;飛船可能有好幾公里長,卻只有10米寬,也許有50米來容納一個可旋轉的棲息地點。

    -飛船主要採用燃料和輻射遮蔽。

    -氫氣每質量吸收大量輻射,所以它是我們的首選材料。如果飛船是由核聚變提供能量,氫氣也是我們的燃料。這意味著我們可以透過使用氫氣罐作為輻射遮蔽的來節省大量的物質。隨著時間的推移,更大的粒子會打破氫氣罐,但是它們不會洩漏太多氫氣而讓這個策略無法施行。只要我們確保氫氣罐在後方迴圈,它們就可以定期修補損毀。

    即使有了遮蔽機制,我們仍然需要探測並且清理即將到來的具有一定尺寸的碎片。我們可能有更小的飛船能夠運用極光使其向前推進幾千公里。它們會在強烈的輻射中抓住碎片並且重組它們。我們也可以運用“抓住碎片再重組”原則,用雷達和鐳射系統突出一側的主要船隻。

    -引擎需要有能夠雙向點火的能力。星際介質提供阻力卻不會使其停止。你也不能回頭去瞄準主要的引擎,因為在溫度處於1攝氏度時,整艘飛船會面臨解體。這迫使我們我們把引擎放在中央,斜出主汽缸。我想你可以開始想象我們正在處理的是怎樣的事。

  • 2 # 漫步科學

    最完美的“宇宙飛船”就是我們的地球了,它帶著人類文明在茫茫宇宙中穿行,但是“地球號”的航線卻並不受人類控制,以人類現有的技術水平和能源控制規模,較為現實的宇宙飛船依然是以化學燃料為推動力的太陽系內航行的飛船。

    我們可以基於現有的科學技術對大型宇宙飛船進行想象。首先來說整個飛船的推進系統可以採用傳統火箭發動機加等離子發動機模式,在進行急加速情況時採用火箭發動機,而正常的航行則開啟等離子發動機進行緩慢加速。這種組合推進模式理論上可以滿足太陽系內的航行。

    飛船的生命保障系統應該儘可能的模擬地球環境,因此飛船本身至少有區域性的重力模擬結構,比如龐大的旋轉體結構,透過慣性力來為飛船內部的人員提供和地球相同的重力效果。除此之外,飛船內部應該有合理完善的生態迴圈系統,比如著名的“生物圈二號”,其1.3萬平方米的實驗中心,包含了三千多種動植物和一千多類微生物,還有沙漠、海洋、河流等各類人造工程,但是由於內部環境的變化,八名實驗人員僅僅居住了兩年就不得不撤出了,大多數科學家認為造成實驗失敗的原因是“生物圈二號”內部生態系統的單一性,因此要想實現宇宙飛船內部完美的自然生態,整個宇宙飛船必然要非常龐大,把儘可能多的生物放入模擬生態中,由於失重的輻射可能對生物造成重大影響,因此整個模擬生態系統也應該處於重力模擬系統中,飛船本身還應該鋪上遮蔽層或者施加大型磁場。

    作為一個超大型宇宙飛船,其對能源的消耗必然是非常龐大的,為了最大限度的利用太陽能,整個飛船的船體表面可以鋪上太陽能電池板,而一些緊急的用電系統可以用核電池做備份。除了能源供應外,飛行安全也是必須要考慮的,對於宇宙中穿梭的飛船來說,其速度往往高達幾十倍的因素,飛船航線上的小型天體都是飛船的潛在威脅,對於這一點飛船的防禦武器可以選擇鐳射武器和傳統動能武器相結合的形式,遠距離的威脅可以透過鐳射武器來接近,而近距離的威脅則可以選擇動能武器以撞擊的形式進行消除。

  • 3 # 老牛65743

    1、在目前的能源科技下是不能進行星際航行的,所以最低也要實現質能轉換的能源技術和不依據牛頓第三定律的驅動方式才可以有實現星際航行的可能性。2、要具備力場型別等防護措施,避免星際間的輻射和隕石類物質的衝擊。3、因為星際間沒有空氣等物質,所以不需要空氣動力學外形,以內部空間最大化的形狀為佳。4、外殼除最內層的金屬結構外,外層還要覆蓋星際空間易補充的物質充當抗衝擊的防護層,同時可以做為能源(物質)儲備。

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