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1 # 成都小王
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2 # 宇宙科學室
人類似乎有旅行和探索的先天需求。我們已經用船,飛機,火車和各種其他交通工具擴充套件我們自己的星球…… 因此,現在,我們正將目光瞄準星空,以建造各種型別的宇宙飛船去探索具有廣大前景的宇宙空間。
制定嚴密的計劃是進行星際旅行的最基本條件人類最緊迫的問題之一是人類是否獨自存在於在宇宙之中,在尋求答案的過程中,我們已經確定了除地球外的許多可能有生命的星系和行星。因此,我們的動機很明確。星際旅行將使我們能夠實際訪問這些世界,體驗它們並拓寬我們的視野。 以一種方式來說,我們已經設法離開了太陽系,或至少是離開了日球層,現在旅行者1號和2號太空探測器它們都在穿過奧爾特雲,但完全穿過的話它們還需要很長時間。不過,還有其他值得注意的事情,即使是最慷慨的預測也表明我們很可能在奧爾特雲的某個地方失去他們!
為了使星際旅行成為現實,我們需要一些真正的突破性技術出現。對於某些人來說,諸如對“突破聆聽”這類的雄心勃勃的計劃充滿希望,支持者包括已故的美國宇航局局長以及諾貝爾獎獲得者史蒂芬霍金,“突破聆聽”計劃的目標是將航天飛船達到五分之一的光速,並希望通過將航天器送入軌道來實現,它有成千上萬的晶片連線到光帆上,並通過來自地球的鐳射束射擊這些晶片來激發它們。
人類要進行星際旅行必須具備哪些條件?當人類具備以下條件時,就可進行星際航行的準備除了上述的最基本條件之外,人類在不是科學幻想的前提下進行星際旅行就需要具備以下的條件。
1.高航行速度。星際飛船的速度要比現在的速度至少快出幾個數量級。在上面,我們提到了旅行者號,它們從地球開始到達奧爾特雲以最原始的速度開始朝著太陽系邊界飛去也都用了將近40多年的時間,並且現在都還未真正的飛出日球層。所以要想實現星際旅行,就必須有航行速度快出現在最快飛船的速度的幾個數量級,才能讓人類在更短的時間內去到鄰近星系。
3.能源技術。當星際飛船具備以上條件時,飛船就需要具備能夠在百年內持續提供能源的裝置或者技術,因為離開太陽系後,太陽能帆板就已經發揮不出它的作用,所以這就需要藉助在百年內能夠長時間提供能量的能源裝置,比如可控核聚變。
4.小型生態系統技術。在宇宙中進行星際航行的宇航員他們在休眠時不可能全部休眠,需要留下兩個或者兩個以上的宇航員來進行輪流替換值班,用來監測和檢測星際飛船的各項指標以及防禦彗星或者不規則軌道小行星的撞擊,而這時這些宇航員在1-2年內就需要補充氧氣、食物、水源等,而長時間的航行勢必需要更多氧氣和其他氣體的更新代換,所以這就需要藉助小型生態系統技術來幫助飛船內產生一些地球上最基本的氣體以維持未休眠宇航員的生存和生活。
6.反輻射或抗輻射塗料與衣物。在國際空間站進行工作的一位宇航員會出現部分基因突變的情況,而這些情況就是宇宙中和恆星所放出的各類輻射,各類射線導致的特殊情況。而飛出太陽系後,在缺乏日球層的保護下,宇宙中的各類射線將會瞬間增強,為了宇航員們的身體健康和基因健康,就需要飛船表面塗有抗輻射或者反輻射塗料,而宇航員在未休眠的情況下,就需要穿上抗輻射或者反輻射的衣物。
7.宇宙事件預警系統。顧名思義,星際飛船上需要具備預警系統來預測飛船周圍的宇宙空間大機率可能發生的事件,比如行星相撞、黑洞合併、黑洞與中子星合併、超新星爆發、黑洞略過等以及其他類宇宙事件,以提醒宇航員們即將到來的危險或者潛伏在飛船周圍的危險,來保證星際飛船和宇航員的安全。
以上8個條件是進行星際旅行的最基本的八個條件,當滿足這8個條件時,人類就可以開始著手準備移居或者長時間探索太空的相關事宜,以及進行星際旅行的事。雖然這些技術現在來說都還是科學幻想,但是這8個條件相較於曲速引擎來說,是人類在近幾十年時間內能夠突破的技術。
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3 # 漫遊奇妙世界
“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,通過他的計算,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!
回覆列表
目前星際飛船技術不到位。
第1個問題
飛船太小,必須發展到大噸位的飛船。目前的飛船就只有幾米大,要發展呢,幾百米大的飛船才能遠距離的星際航行。
第2個問題
大型飛船的能量嚴重不足,中途無法補充燃料。
第3個問題
目前星際飛船的速度嚴重不足,幾十天甚至幾年才能飛到最近的行星。
飛船飛出太陽系也需要幾十年時間,往返的話時間就是夠百年了。
所以這就不現實了,最最快時間飛出太陽系,必須解決的問題就是必須達到光速。最低光速的10%。比如說現在正在研究離子推進器。
第4個問題就是壽命的問題,人在宇宙中受到各種輻射的影響,可能影響人的壽命,身體健康。人類在長期在宇宙中飛行生命,由於速度慢,生命必須很長。必須嘗試現在飛船上面長時間生存環境,有糧食有重力。
一些不太現實的技術,比如說空間摺疊技術可以實現星系之間的穿越。想到哪裡就到哪裡,但就目前也沒有技術與足夠能量。
比如黑洞穿越,也只是一個想象中的事情。也許還可以有黑洞傳送門
可能還要考慮量子傳送技術,但目前量子技術可能還是一個玄幻的,不現實的東西。
我覺得比較靠譜的就是可以建造一艘星際貨運艦船。
這艘船的大小約為1千米長,100米左右的直徑。可以由數十艘飛船拼接而成,在幾光年內往返,速度大約在10%光速。用於探索周圍的星球,或者在其他星球上面挖礦。
就算飛船能夠達到光速,也才能勉強在太陽系外,猥瑣發育。