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  • 1 # 星辰大海路上的種花家

    海王星適合居住嗎?造個天空之城理論上是否可行?

    海王星是八大行星的尾巴,它的發現是牛頓經典力學最後的輝煌!1781年3月13日赫歇爾發現天王星之後,天文學家就發現天王星的軌跡和計算的軌道總是差那麼一點點,因此而懷疑在它的軌道外側還有一顆天體在影響天王星,1846年9月23根據勒維耶的精確計算,柏林天文臺在勒維耶預測的位置偏離1°的位置發現了海王星!

    《Wanderers》征服太陽系劇照

    海王星距離仍然比較符合提丟斯定則的預測,距離太陽約30個天文單位,它的質量是地球的17倍(木星的1/18),是一顆冰巨星!海王星有一個地球大小的岩石質核心,其餘組要由氫、氦和甲烷以及大量的水和氨等,在海王星內層,氨水混合物構成了海洋,它是一種奇怪的過熱液體,但卻被稱為是冰!

    海王星和大黑斑

    海王星距離太陽比較遙遠,因此表面溫度極低!大約在零下200度左右!

    海王星那麼冷,能製造一個漂浮在海王星大氣層上的天空之城嗎?

    看海王星是一顆氣態巨行星,它表面並不適合建造城市,不過並不代表它不能製造漂浮城市,因為氣態巨行星都有一個超級厚的大氣層,總有一個高度是適合建造漂浮城市的!我們來看看到底適合不?

    海王星的大氣層主要是:氫和氦以及微量的甲烷

    早期地球上出現的熱氣球利用的是熱空氣密度減低的原理升空的,後來改用了不會燃燒的氦氣作為飛艇的填充氣體,但氦氣成本極高,又換成氫氣,1937年5月6日“興登堡號”飛艇在紐澤西州爆燃墜毀事件後,飛艇一度沉寂,後來因為飛艇有著極低的使用成本和超高的運載能力,又被提上了日程,但想再現二十世紀三十年代的輝煌,基本也無可能,因為飛機發展起來了!

    興登堡號於1936年5月9日到達萊克湖

    從飛艇的發展史,我們注意到飛艇有三種升空方式,加熱空氣,使用比空氣密度更低的氫氣或者氦氣,但問題有點麻煩,因為海王星的大氣就是氫氣和氦氣組成的,那我們怎麼才能漂浮在海王星的大氣層上方呢?這可是個頭疼的問題!

    動力維持高度?

    比較早出現在科幻片中的飛行航母是《天空上尉和明日世界》中的飛行航母,有中機械朋克的風格,而《復仇者聯盟》中的飛行航母則明顯和現代風格比較接近。但無論是nazhong哪種,維持高度的方式是空氣螺旋槳,儘管很科幻,但原理並沒有超出我們的想象!

    《天空上尉和明日世界》中的飛行航母

    這種風格應該有很多朋友都不喜歡,就是一個大四軸,比魚鷹這些雙旋翼的穩定性會好一些!下圖中的也是這種風格:

    當然如果要懸浮於海王星大氣層中,這個要求頗高,因為氫比重低嘛,要排出更大流量的氣體才能支撐這個基地保持高度,否則就掉到海王星的氨水海洋中去啦。

    與其在氣態行星上折騰,不如去金星上爽一下!

    金星的條件大家應該都知道了,除了大小和地球沒啥差別,其他的條件就千差萬別了,比如距離太陽只有0.7天文單位,表面溫度大約是攝氏450度,大部分都是二氧化碳的酸性大氣層氣壓高達地球的90倍!所以那絕對是個地獄!

    但金星的大氣層頂就不一定了,2011年金星快車探測器發現大氣層頂可有臭氧層,而且溫度比較合適,這個臭氧層的形成是二氧化碳被紫外線解離,碳元素質量比較大,氧元素則比二氧化碳輕,因此在這個位置能夠長期保持(部分會在太陽風作用下逃逸)。

    二氧化碳的比重是1.97,氮氣的比重是1.25,也就是說即使地球大氣層中的空氣帶過去填充在飛艇中,也能保持懸浮,是實在是好事,根本用不著易爆的氫氣(金星大氣層的氧含量不高,氫氣還比較安全),也不用昂貴的氦,溫度合適,Sunny充足,絕對是個旅遊度假的聖地!

    2018年10月17日,NASA宣佈了一個聽上去實在激動人心的計劃:“高空金星操作概念實驗(HAVOC),打算在距離金星表面60千米的高空利用飛艇製造一個飛艇雲城!在這個高度上,大氣溫度非常合適,也沒有酸性大氣層腐蝕(比較重,停留在進行表面附近),比起在木星或者土星這些氣態行星大氣層中製造天空之城,門檻降低100倍,關鍵是它距離地球非常近,因為金星是距離地球最近的行星(沒有之一哦)!

    當然從現在來看,即使是金星的飛艇雲城計劃,也具有太大的難度,如果人類能將離子推進火箭發動機發揚光大的話,那麼太陽系內行星,至少火星和金星肯定受益者,畢竟一兩個月甚至更短就能一趟來回的誘惑力實在是太大了!

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