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  • 1 # 來看世界呀

    如果靠人類自己製造的最高速度,跨越一光年也許需要30000年;如果靠人類飛行器曾創造的最大飛行速度,跨越一光年也需要2000年左右,人類還不具備跨越光年的能力。

    目前人類主要的運載裝置就是運載火箭,以至於有些人認為火箭的作用是一路馱著探測器飛到目的地。不是的,火箭的主要作用是將探測器送到軌道上,然後就結束使命了,而探測器一般攜帶不了多少燃料,它們的飛行主要是靠無動力的慣性飛行,在計算好的、星際引力場內特定軌道上奔向目的地。大家都知道,在地球對軌道上無動力執行,飛船的最低速度是第一宇宙速度—7.9km/s,要使飛船脫離地球向其它天體飛去,至少需要11.2km/s的第二宇宙速度。

    火箭的作用就是發射過程中不斷地拋灑燃料給星箭結合體加速,在停泊軌道附近脫離最後一級火箭,此時飛船的速度就已經接近入軌速度。此時由於距地面數百公里,大氣摩擦很低,飛船減速很慢,在特定的軌道點啟動探測器或者星箭結合體的推進器機動變軌,最終將探測器送到軌道上,在飛行期間的最快速度也就是達到預定軌道所需的最低速度。人類目前的火箭以化石燃料為動力,效率比較低,能達到的最高速度頂多也就是16.7公里的第三宇宙速度,一光年是光行進1年,一秒光行30萬公里,16.7公里每秒接近30000年才能飛躍1光年。加上引力彈弓效應,旅行者1號創造過40公里左右的速度,飛躍1光年夜大約需要萬年。

    典型的是旅行者1號、2號,沿著彎彎曲曲的軌道飛了40多年,才剛跨越柯伊柏帶不久,大約也就光行16小時的距離。但人類曾創造的最快飛行速度卻不止16.7km/s。探測器維持橢圓的軌道,是靠引力勢能和動能不斷轉化達到的,最高點時動能小勢能高,最低點時動能大勢能低,相較於其它行星也是這樣的。

    美國曾發射過太陽探測器,太陽佔據著太陽系99%以上的質量,在近太陽軌道上,動能和勢能的轉化十分迅速,因此探測器近日點執行時速度非常快,美國去年發射的帕克太陽探測器,在軌道上執行時最高速度可以達到200km/s,是第三宇宙速度的十幾倍,那麼跨越1光年所需的時間就是十幾分之一,大約也需要2000年左右的時間,對於現代人類來說跨越1光年還相當不現實。

    所以,現在中美俄日等航天大國都在搞霍爾推進器,這種無工質推進器靠向後噴射等離子體產生推力,這種推進器的推力並不大,因此還不能使飛行器脫離地球引力,但是霍爾推進器的好處是不需要攜帶多重的燃料卻能產生持續的推進力,可以在相對較長的時間內持續對探測器加速,假以時日能使飛行器達到非常快的速度,那麼跨越1光年的距離將更為容易;另外,人類要跨越光年,能源模式也需要改變,至少以核能尤其是聚變能為主,也能使飛船以相對小的體積攜帶更多高密度的能量,能持續加速飛船的話,飛躍1光年就更容易。

    但相較於宇宙,這類手段大約還不是正途。銀河系的等級都是至少10萬光年的直徑,一旦踏上星途就是絕了後路,甚至沒辦法和地球聯絡,一光年之外訊號來回就需要兩年,無法形成有效的聯絡。所以最終決定人類步子邁多遠的因素是基礎科學的發展,要麼找到引力子、要麼證實蟲洞的存在能源級別可以實現摺疊空間,或者其它人類現在還不知道跨星域的交通通訊方式,要不然星辰大海就只能是夢想。

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