“旅行者1號”是人類第一個進入柯伊伯帶的飛行器,而且還是花了35年的時間,按照這個速度到離太陽最近的恆星比鄰星,要16700年……
人類要想進行星際旅行,首先要解決就是提高飛船速度,或者尋找宇宙空間中的“捷徑”,許多科學家和科幻作品中都提出過許多方法,除開那些特別“玄”的方式(比如說滅霸的空間寶石),理論上存在方式有下面幾種:
可控核聚變
這應該現在人類提高星際旅行速度最為現實和靠譜的一個方法,當兩個氘原子聚變成一個氦原子,其靜止質量的百分一會轉化成能量,假設這些能量全部轉化為氦原子的動能,這個氦原子就能達到光速的1/10。如果我們能把氘燃油的聚變能量轉換成飛船的有序運動,我們就能以接近星際旅行的速度提高到光速的1/10。如果我們更聰明點,速度還能更快點。在《三體》中人類太空艦隊的無工質核聚變飛船就能達到光速的1/4.
反物質引擎
反物質引擎本質上和可控核聚變沒什麼區別,但正反物質湮滅所釋放的能量卻比核聚變或者核裂變大了幾個數量級。1g反物質和1g正物質發生湮滅所釋放的能量相當於4.28萬噸TNT當量!而帶有64KG鈾的廣島小男孩TNT當量還不足兩萬噸!
核彈激波推進
可控核聚變遲遲不能實現,也有一些人想出了比較粗暴和簡單的手法,比如說物理學家弗里曼戴森提出的“核彈激波推進”,他樂觀的估計下,如果在飛船的底部裝上一個直徑20KM的半球型激波吸收器,核彈產生的激波能將飛船加速到光速1/30。
同樣是《三體》中的“階梯計劃”靈感就來自於此,裡面不斷的在光帆飛船後引爆核彈,最終將載有云天明大腦的飛船加速到了光速的1/10。
鐳射束和光帆技術
說到光帆,另一位物理學家羅伯特福沃德還提出了一種:鐳射束和光帆推進系統。在太空或者月球建立一個太陽能鐳射陣列,能產生功率高達7.2萬億瓦的鐳射(大概是全美一年用電量的兩倍),這束鐳射會在一個直徑1000KM的菲涅爾透鏡聚焦到一片直徑100km光帆上,鐳射的光亞會推動光帆和非常向前加速,透過他的計算,可以在80年內達到最近的恆星(太陽除外)比鄰星,而在達到一般路程的時候,飛船的速度能達到光速的1/5。福沃德猜想這種方案在22世紀能實現。
前幾年霍金提出的“突破攝行計劃”就跟這個方式非常類似,不過計劃中的“奈米飛船”都質量為克級的自動化太空探測器。
蟲洞
蟲洞,有被稱為愛因斯坦羅森橋,簡單地說,我們的宇宙不是平坦的,就像一張紙上AB兩點,如果在二維就是直線最近,如果變成三維摺疊一下,這個距離就非常近了。
“蟲洞”就是連線宇宙遙遠區域間的時空細管,就像《星際穿越》中所講述的,也許我們能夠發現和開啟空間中的第四維度,也許就能發現宇宙中可能存在的“捷徑”了!
曲率引擎
在很多科幻電影和小說中最常見的星際旅行方式,大劉的小說《三體》,電影《星際迷航》,上面我們說到我們的宇宙不是平坦的,存在著曲率。“用某種方式把它後面的一部分空間熨平,減小其曲率,那麼飛船就會被前方曲率更大的空間拉過去,這就是曲率驅動。”曲率驅動不僅可以接近光速,而且還沒有過載,可以說一種非常理想的星際旅行方式了。
當然,解決了“速度”的問題還是遠遠不夠的,生物科學、人工智慧方面等等方面的重大突破也是不可或缺的!
也許星際旅行真的很遙遠,但是人類總歸是要走出地球的搖籃,向更廣闊的星辰大海出發!畢竟地球資源有限,死在地球或者死者探索的路上,我會選擇後者!
“旅行者1號”是人類第一個進入柯伊伯帶的飛行器,而且還是花了35年的時間,按照這個速度到離太陽最近的恆星比鄰星,要16700年……
人類要想進行星際旅行,首先要解決就是提高飛船速度,或者尋找宇宙空間中的“捷徑”,許多科學家和科幻作品中都提出過許多方法,除開那些特別“玄”的方式(比如說滅霸的空間寶石),理論上存在方式有下面幾種:
可控核聚變
這應該現在人類提高星際旅行速度最為現實和靠譜的一個方法,當兩個氘原子聚變成一個氦原子,其靜止質量的百分一會轉化成能量,假設這些能量全部轉化為氦原子的動能,這個氦原子就能達到光速的1/10。如果我們能把氘燃油的聚變能量轉換成飛船的有序運動,我們就能以接近星際旅行的速度提高到光速的1/10。如果我們更聰明點,速度還能更快點。在《三體》中人類太空艦隊的無工質核聚變飛船就能達到光速的1/4.
反物質引擎
反物質引擎本質上和可控核聚變沒什麼區別,但正反物質湮滅所釋放的能量卻比核聚變或者核裂變大了幾個數量級。1g反物質和1g正物質發生湮滅所釋放的能量相當於4.28萬噸TNT當量!而帶有64KG鈾的廣島小男孩TNT當量還不足兩萬噸!
核彈激波推進
可控核聚變遲遲不能實現,也有一些人想出了比較粗暴和簡單的手法,比如說物理學家弗里曼戴森提出的“核彈激波推進”,他樂觀的估計下,如果在飛船的底部裝上一個直徑20KM的半球型激波吸收器,核彈產生的激波能將飛船加速到光速1/30。
同樣是《三體》中的“階梯計劃”靈感就來自於此,裡面不斷的在光帆飛船後引爆核彈,最終將載有云天明大腦的飛船加速到了光速的1/10。
鐳射束和光帆技術
說到光帆,另一位物理學家羅伯特福沃德還提出了一種:鐳射束和光帆推進系統。在太空或者月球建立一個太陽能鐳射陣列,能產生功率高達7.2萬億瓦的鐳射(大概是全美一年用電量的兩倍),這束鐳射會在一個直徑1000KM的菲涅爾透鏡聚焦到一片直徑100km光帆上,鐳射的光亞會推動光帆和非常向前加速,透過他的計算,可以在80年內達到最近的恆星(太陽除外)比鄰星,而在達到一般路程的時候,飛船的速度能達到光速的1/5。福沃德猜想這種方案在22世紀能實現。
前幾年霍金提出的“突破攝行計劃”就跟這個方式非常類似,不過計劃中的“奈米飛船”都質量為克級的自動化太空探測器。
蟲洞
蟲洞,有被稱為愛因斯坦羅森橋,簡單地說,我們的宇宙不是平坦的,就像一張紙上AB兩點,如果在二維就是直線最近,如果變成三維摺疊一下,這個距離就非常近了。
“蟲洞”就是連線宇宙遙遠區域間的時空細管,就像《星際穿越》中所講述的,也許我們能夠發現和開啟空間中的第四維度,也許就能發現宇宙中可能存在的“捷徑”了!
曲率引擎
在很多科幻電影和小說中最常見的星際旅行方式,大劉的小說《三體》,電影《星際迷航》,上面我們說到我們的宇宙不是平坦的,存在著曲率。“用某種方式把它後面的一部分空間熨平,減小其曲率,那麼飛船就會被前方曲率更大的空間拉過去,這就是曲率驅動。”曲率驅動不僅可以接近光速,而且還沒有過載,可以說一種非常理想的星際旅行方式了。
當然,解決了“速度”的問題還是遠遠不夠的,生物科學、人工智慧方面等等方面的重大突破也是不可或缺的!
也許星際旅行真的很遙遠,但是人類總歸是要走出地球的搖籃,向更廣闊的星辰大海出發!畢竟地球資源有限,死在地球或者死者探索的路上,我會選擇後者!