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1 # 優美生態環境保衛者
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2 # 星球上的科學
在上世紀50年代,人類就開始發展航天事業,到了60、70年代已經取得很多突出的成就,從人類第一次成功實現載人航天,再到後來的登月,這一系列都顯示了人類在航空領域取得的重大的發展。
但時至今日,人類依舊還是在太陽系內探索,並沒有離開太陽系,那麼就有人提出了一個疑問:人類為什麼無法飛出太陽系?要想飛出太陽系需要什麼條件呢?
太陽系雖然只是銀河系數千億顆恆星系中的一個,但事實上,它的範圍卻是依然遠遠超過人類的認知,你是否真的瞭解太陽系呢?
太陽系的範圍。對於太陽系的界限也是眾說紛紜,由於當年的九大行星就到冥王星,因此之前大部分的人一直都以為冥王星就是所謂的“太陽系邊緣”,也就是說以冥王星軌道為邊界的話,太陽系的範圍大約為40天文單位。但經過天文學家們對宇宙的不斷觀測,竟然在柯伊伯帶發現了多個矮行星,因此之前的說法就不攻自破了。
雖然星盤與柯伊伯帶重疊,但向外延伸得更遠,於是被認為是短周期彗星的來源,而奧爾特雲是一個假設的球形雲,大約由多達一萬億個冰體組成,被認為是所有長周期彗星的來源,因此太陽系的範圍又被認為是10萬天文單位~0.5光年,但是有部分天文學們卻不同意這一觀點。
眾所周知,太陽系的外邊界是由太陽風和太陽引力兩種不同的力形成的,因此一部分的人認為根據太陽風層頂為界限以此來計算太陽系的範圍,太陽風本質上就是從太陽上層大氣射出的超聲速等離子體帶電粒子流,這些帶電粒子流能夠到達很遠的位置,在天文學上將太陽風的影響範圍稱之為日球頂層。
因此我們從示意圖上來看,日球層的邊緣大約在100天文單位之外,也就是150億千米左右,另外一部分人則認為太陽系的引力為界限,其實太陽的引力可以說是無限範圍的,因為引力是長程力,並沒有結束的位置,只能夠無限接近於零。
但是到達了某個點之後,就將成為另一顆恆星引力的天下,而這就是太陽系的希爾球,希爾球指的是環繞小天體運轉的天體不被大天體奪走的引力範圍,理論計算得到的太陽系引力範圍為15~23萬天文單位。
在1977年,人類曾分別發射了旅行者1號和旅行者2號兩個深空探測器,而這兩個深空探測器的主要任務就是飛出太陽系,如今這兩個深空探測器已經發射了40多年的時間,那麼它們有沒有飛出太陽系呢?
旅行者一號飛出太陽系了嗎?旅行者一號是由美國宇航局研製的一艘無人外太陽系空間探測器,它在1977年9月5日被髮射出去,截止到2018年11月仍然在正常運作,在它工作的四十多年間已經為我們人類提供了多張星球的詳細的照片,可以說它也是目前駛離地球最遠的一顆探測器。
截至2018年1月2日止,旅行者一號正處於離太陽大約211億公里的距離,並且在2014年9月份美國航天局向外宣佈,三十多年前發射的“旅行者一號”已經飛離了太陽系,然而仍然有學者對此表示懷疑,“旅行者一號”真的飛出太陽系了嗎?
到目前為止,“旅行者一號”飛行距離已經有了210億公里,按照對冥王星距離的測算,探測器早就飛過了冥王星,自然也就是已經走出了太陽系,但是之前我們已經說了冥王星實際上並不是太陽系的界限。
就拿奧爾特云為界限來說,它距離太陽約50000~100000個天文單位,最大半徑差不多為1光年,而旅行者1號飛行到210億公里,換算成單位是0.00228光年,所以它飛出奧爾特雲最少也需要3萬年的時間。
而旅行者1號已經工作了41年的時間,可以說已經到了生命的晚期,如果繼續在太陽系當中行駛3萬年的時間是不可能現實的,所以旅行者一號從這個角度上來說,它並沒有飛出太陽系,只不過是觸及到了太陽系的邊緣而已。
旅行者二號飛出太陽系了嗎?“旅行者二號”和“旅行者一號”是姐妹探測器,根據報告我們得知旅行者2號探測器已經穿過了太陽風頂層,進入了星際空間,目前距離太陽大約183億公里,對於我們渺小的人類來說,是一個非常遙遠距離,但是在無際無邊宇宙看來,這完全是個可以忽略不計的距離。
之前我們已經說過了旅行者一號飛行距離已經有了210多億公里都沒有飛出太陽系,更不要說飛行距離只有183億公里的旅行者二號了,這時候或許有人會說,旅行者二號雖然飛行距離比較短,但是不同的是它現在仍然能正常運作,說不定未來的哪一天就會飛出太陽系了!
但是我們要清楚的是,雖然目前旅行者2號還在以15.37公里每秒速度繼續飛行,向銀河系中心黑洞不停地進發,即使它的速度快如子彈,但是對於以240公里每秒在銀河系中執行的太陽系來說,這又算了什麼呢?
人類可以飛出太陽系嗎?首先宇宙是非常浩瀚的,可觀測直徑就960億光年,雖然太陽系只是宇宙中一個小小的星系,但太陽系的範圍遠比我們想象得還要大。
由於在太陽系之內的任何物體都會受到一定的引力,而這引力主要是來自於太陽,因此要想脫離太陽系,首先便是要擺脫太陽系內引力的作用,現代科學研究發現,太陽系的引力範圍大約是2光年左右。
按照目前最快的飛行速度,大約為70公里每秒,我們以此速度來進行計算,如果要想飛出太陽系,至少也需要4300年,甚至是更久的時間,才可以成功飛抵太陽系的邊緣,然後飛出太陽系,然而人類的壽命不過區區百年,顯然這有點不切實際。
其次我們普通人類的身體根本無法適應太空環境,就連我們人類發射的那些衛星、載人飛船、探測器等等,它們的製造原料一般都是一些特殊材質,必須具備耐高溫、抗氧化、抗輻射、抗腐蝕等多種條件。
而人類(包括宇航員)如果真的想要進入太空,就必須要克服太空的環境。太空的環境是非常可怕的,在真空的輻射顯然是人類無法承受的,而且,人類進入太空後乘坐著飛船,也需要每天補充能量,能量問題也無從解決。
最後,飛行器要想飛出太陽系,能源的供給是個關鍵的問題,我們科學家指出,如果飛行器想要持續飛行直至飛出太陽系引力束縛範圍,由於化學能的效用是有限的,即使將地球上所有可作為燃料的物質全都點燃,也無法讓一座小山坡飛出地球,更別提飛出太陽系,因此能源問題也是一大難題。
總而言之,以目前的技術水平,要想飛出太陽系真是異想天開,需要面臨的困難任重而道遠,還是需要我們慢慢摸索。
人類要想飛出太陽系,需要什麼條件呢?首先速度問題,速度是飛出太陽系的基礎,我們得讓飛船達到相當快的速度,越是接近光速越好,因此只要我們實現了光速飛行,飛出太陽系那是非常容易的。但是根據相對論,速度越快,質量就會越大,所以光速飛行是目前需要解決的問題之一。
其次就是太空輻射問題,人類的身體根本無法承受這些真空輻射, 而要實現可以承受真空輻射的體質,依靠自然進化是需要漫長時間的,只要依靠強大的基因技術,通過改造基因技術才能解決人類所受到的太空輻射問題。
最後,飛船的燃料的供給是個關鍵的問題,飛船的飛行肯定是少不了燃料的維持,要知道飛船如此大的推動力消耗燃料的速度也是驚人的,這就需要比較高的燃料利用效率。
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3 # 深度科幻
第一、從需求而言,在現階段人類沒有需求。
這是一個最重要的原因,因為人類不知道飛出太陽系要幹什麼?從目前來看人類的母星地球並沒有遭受人類不可抗拒的地質、環境或天文災難,地球的資源也並不是不能滿足人類的需求。在只有好奇心的驅動下,並不足以讓人類投入巨量的資源來開展一項耗資巨大的工程。
第二、從技術分析,在現階段人類沒有能力飛出太陽系。雖然從理論上來說,人類的航天器或者飛船隻要達到16.7千米每秒的第三宇宙速度,就能飛出太陽系,但從從技術上來說並沒有想象的那麼簡單。
一、人類的宇航速度不夠。從引力覆蓋範圍計算,廣義上的太陽系大約是一個直徑約2光年左右的球體,以人類現在化學火箭的水平,即便是達到理論上的最高速度,也不可能在短時間內飛出太陽系。
宇航速度是一個複雜的話題,按照推進原理,燃料的噴射速度其實決定了航天器所能達到的最高速度。人類目前採用的化學燃料理論上的最高速度只有不到20千米每秒,這也就意味著要飛出太陽系需要15000年以上。即便是目前還處在研發階段的等離子飛船,其理論最高速度也只能達到300千米每秒,要飛出太陽系也需要1000年的時間,這還不算漫長的加速時間。從理論上來說如果人類的宇航速度達不到光速範疇,不能達到10%的光速很難飛出太陽系。
這裡需要說明的是,雖然人類目前最快的航天器旅行者1號經歷土木天海四大行星的引力彈弓加速獲得了較為可觀的速度,但對有人航天而言,引力彈弓加速幾乎沒有意義。因為要採用引力彈弓加速不僅需要特殊的發射視窗,而且只能走弧形路線,會大幅延長航天的距離和時間,還需要複雜的後期姿態和方向修正。
三、人類缺乏穩定可靠的航天裝置。這也是一個很重要的因素,以今天人類的材料和製造技術,並不能生產出長時間可靠飛行的航天裝置。
四、人類缺乏對太陽系之外的瞭解。這其實也是一個目的性問題,因為我們缺乏對太陽系之外的瞭解所以我們不知道走出太陽系要幹什麼?航天是一項非常複雜的工程,對燃料的有著苛刻的使用標準,即使人類的航天器能夠達到光速的10%,如果不能做好燃料做好統籌分配仍然會面臨嚴重的後果。一般來說有人的航天器燃料會被分成四份:啟航加速;到達目的後減速;再次加速返回;再次減速以回到地球。如果目的不明,航程不明,人類即使能夠走出太陽系,也將面臨星際斷崖資源枯竭的窘境,前不著村後不著店,被活活耗死在茫茫的宇宙。
除此之外,還包括人類自身的問題,人類是否從心裡堅信自己要成為一個宇宙文明?就像一個成年的孩子,人類有能力走出自己的母星之日,就是人類星際流浪之時,曾經走出非洲,戰勝了地球上一切物種的孩子又會面臨哪些挑戰呢?就像劉慈欣在《三體》中所說:生命從海洋登上陸地是地球生物進化的一個里程碑,但那些上岸的魚再也不是魚了;同樣,真正進入太空的人,再也不是人了。所以,人們,當你們打算飛向外太空再也不回頭時,請千萬慎重,需付出的代價比你們想象的要大得多……
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4 # 覃小海說奧祕
有人厭倦了城市寫字樓的枯燥,於是在辭職信上寫了這樣一句話:“世界那麼大,我想去看看”,其實居住在地球上的人類一直也有一個“走出去的夢想”,人類在太陽系裡面住了好幾百萬年,已經厭倦了太陽系裡面的生活,人類好想到太陽系外的宇宙空間去看看,不過理想是美好的,現實卻很殘酷的,有人感嘆:“以前覺得掙不掙錢不重要,後來才知道星辰和大海都需要門票,而詩和遠方的路費也很貴”,“世界那麼大,我想去看看”這看似簡單的夢想其實很難,除了要下決定以外,更重要的是你口袋有沒有錢,同樣的道理,人類想飛到太陽系外進行探索,需要極為先進的科技,儘管人類已經成功登上月球,但是距離飛出太陽系還有很長一段距離。
太陽系
在技術無法支撐人類飛出太陽系的情況下,人類又迫切地想到太陽系外去看看,這該怎麼辦?
遇到這種困境,人類退而求之放棄載人飛出太陽系,只能選擇發射深空探測器先去太陽系外探探路,因此人類在70年代相繼發射4個深空探測器,這4個深空探測器分別是先驅者10號、先驅者11號、旅行者1號、旅行者2號,其中旅行者1號是這4個深空探測器中飛得最快、飛得最遠的深空探測器,從1977年3月發射升空開始,旅行者1號在太空中孤獨地飛行了40多年,飛行距離高達220億公里,本來這個距離已經遠遠超過太陽系的舊邊界,太陽系的舊邊界位於冥王星遠日點附近,距離不超過150億公里,現在旅行者1號飛行總距離為220億公里,超過太陽系舊邊界差不多70億公里。
旅行者1號的位置
本來按照計算,旅行者1號早在2012年就已經飛出太陽系舊邊界了,可是科學家表示,旅行者1號至今還在太陽系內徘徊,它還沒有飛出太陽系,這是怎麼回事呢?
原來科學家通過旅行者1號探測發現,在太陽系舊邊界的外面竟然存在一個新的邊界,這個新邊界就是奧爾特星雲,奧爾特雲是包裹在太陽系外圍的一層宇宙星雲,它的直徑為兩光年,也就是說太陽系的邊界、實際空間要比想象要大得多,本來在沒有發現奧爾特雲的時候,太陽系的半徑僅為148億公里,而如果奧爾特雲是太陽系真正邊界的話,那麼太陽系的直徑從150億公里直接增加到1光年,直徑也飆升到兩光年,不要小看這兩光年的距離,即使以旅行者1號的最高速度每小時6萬公里飛行,那麼從地球出發穿越奧爾特雲飛出太陽系需要3萬年的時間,這還是理論上的時間,因為旅行者1號不可能每時每刻都以最高速度飛行,它需要按照經濟速度飛出,這樣才能夠飛得更遠,如果按照經濟速度飛出太陽系時間會更久,人類的文明才僅有5000年曆史,而要飛出太陽系竟然需要幾萬年的時間,這樣的時間成本人類根本無法承受。
奧爾特雲
人類要想飛出太陽系目前理論上支撐的方法只有一種,那就是必須突破光速飛行,可是以現在的物理體系去看,人類根本不可能超越光速,即使達到光速都不可能,因為如果宇宙飛船以光速飛行的話,那麼飛船的質量將會變得無限大,質量如此巨大的飛船就沒有物質可以給它提供前進的能量了,所以以人類目前的科技和理論突破光速就是天方夜譚,如果人類無法突破光速那就意味著人類永遠不可能飛出太陽系了,人類永遠會被困在太陽系裡面。
太陽系被奧爾特雲包裹著
這就有點細思極恐了,如果人類真的被困在太陽系,那麼人類、地球乃至整個太陽系都有可能是被外星高等文明設計出來,外星高等文明在地球上經過長時間的實驗才培養出人類這種高智商生物,因此設定很多保護罩保護地球,比如大氣層、臭氧層、磁場、木星、月球、日球層等,這些保護罩的存在都是為了保護人類這種“實驗品”,當然外星高等文明意識到人類是一種高智慧生物,為了防止人類在宇宙中亂跑,於是把太陽系設計成為一個動物園,而奧爾特雲就是這個動物園的“圍欄”或者“圍牆”,奧爾特星雲是故意設定上去了,即使人類有能力穿越它,外星高等文明也會通過未知的手段把人類趕回太陽系,所以人類可能永遠沒有機會飛出太陽系了,這就是網路流傳的“動物園論”。
外星人設計了人類?
當然這些都是本人的推測,沒有任何理論依據和科學依據,就當科幻小說看就行了,不喜勿噴。
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5 # 自然之樹
說正題:人類為什麼無法飛出太陽系?飛出太陽系需要什麼條件呢?我們分開來解釋首先說說人類飛出太陽系需要那些條件?我覺得無非就這幾個方面:
第一:速度超過第三宇宙速度的載具;有上面講的我已經得知---這個很明顯現在人類的技術,已經達到了飛出太陽系的條件。因此航天載具並不是是問題,因此這個人類已經滿足。
這裡我們可以感覺到浩瀚--以現在人類的科技能飛出太陽系。比較浩瀚的宇宙,人類太過渺小,想要飛出太陽系,需要花費的時間太長,人類生命僅僅不過百年,即使將剛出生的嬰兒放在飛行器中,等到到達太陽系邊緣時這個嬰兒已經接近中年了,試想一下,一個人從出生到中年,需要的資源是多麼龐大的消耗,倘若人類真的有此打算,這樣的一個工程需要飛行器就如同一個比航母還要大的飛行器去承載這些物資。
很顯然想要飛楚天演習並不是那麼簡單的一件事,這需要人類的科更進一步之時才能辦得到的事情。
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6 # 137億年前的氫二氧一
這個問題我說兩句大家參考。
人類為什麼無法飛出太陽系?這個要首先對“飛出太陽系”做個定義性的說明。如果是讓小型人造飛行器飛出太陽系,那人類是做得到的,不存在“人類無法飛出太陽系”的情況。但如果是說人類大規模的,“人口遷徙”級別的飛出太陽系,那能不能做到?這個問題就值得好好考慮考慮,認真探討探討了。
“人類為什麼(現在)還無法(大規模移民式的)飛出太陽系?(移民級的)飛出太陽系需要什麼條件呢?”。
回答;
首先大家要知道,太陽系很大很大,而且,太陽系很空曠很空曠。這個很大很空曠是超出人們生活經驗的很大很空曠。因為超出了人們的生活經驗,所以許多人對太陽系之大之空曠印象和理解不深,覺得這大這空曠好像沒什麼了不起的。
但太陽系真的很大很空曠,理解這個很大很空曠是科學而客觀的理解題主提出的問題的關鍵。
於是,這裡的要點就是兩個問題了,第一個問題是科技水平,現在人類的科技水平顯然無法做到讓人類離開太陽系,更談不上大規模移民級的飛離太陽系了。
另一個關鍵問題是“資源”,這個很可能更重要。或者說太陽系如此空曠,那麼太陽系的資源密度是不是能支撐的起人類發展到能大規模飛離太陽系的文明程度?
這還是個我們不敢確定的問題。完全有可能因為太陽系的資源密度太低了,於是人類根本就沒有可能性(大規模移民級的)飛離太陽系。
這裡可以討論的內容很多。比如說,我們不能過度迷信科技的發展一定能帶來多了不起的奇蹟。巧媳婦難為無米之炊,這個常識是不會因為科技水平的高低而改變的。如果太陽系內沒有那麼多資源,那再高的科技水平也是巧媳婦難為無米之炊,也是枉然。
事實上,科技的發展和維持也需要消耗大量的資源做成本,這一點上,教育作為平常老百姓說的亞歷山大的大山就是個典型的例證。如果沒有足夠的資源,科技的發展也無法達到更高的水平。
從一定意義上講,科技就是人們(一個社會)利用資源的手段的總和。為了有可能離開太陽系,人類必須充分利用一切資源。比如說小行星塞德娜正在靠近其近日點,並將在2076年左右到達近日點。塞德娜的軌道近日點和遠日點相差八百多個天文單位,如果我們現在就開始準備,爭取在塞德娜在近日點處時,在塞德娜上建一個智慧化太空觀測基站,然後跟著塞德娜利用塞德娜的扁圓軌道遠行,那麼可以最高效率的探測八百個天文單位的宇宙空間,從而增加對太陽系的瞭解,為最終飛出太陽系做好準備,並且讓人類(文明)離開太陽系的時間提前好多年。
也許有人會覺得這樣做不過癮,不如科幻電影裡“嗖”一下子就飛出太陽系過癮,但這也正是我們要討論的重點;科技和未來都不是“過癮”,而是實實在在的東西。就算我們簡直就開始努力,那麼在未來一千年內,人類離開太陽系的可能性都微乎其微,要想讓人類文明發展到離開太陽系的水平,恐怕還有實實在在的漫長征程呢!
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7 # 每日小哥哥
首先感謝邀請。我們的宇宙誕生於138億年前的大爆炸,如果沒有那場大爆炸,今天世界將不復存在,你我也不會出現。隨著人類的課餘技術不斷的飛速發展,我們人類在太空探索的道路上走的是越來越遠,現在我們知道我們腳下的這顆星球是地球,而地球圍繞著太陽系運轉,太陽系非常的龐大,那麼在有生之年我們人類是否能飛出太陽系呢?
宇宙真的是非常非常的龐大,但不論星系就拿我們的太陽系來說吧,它的大小也是我們很難猜測的誒,據統計,太陽系的直徑可以達到兩光年。換算成千米的話,那就是19萬億千米,這是一個非常可怕的數字。因為在40年前美國宇航局就已經發射了旅行者號探測器,而目前來看旅行者探測器它僅僅飛出了220億km,這意味著如果它想要飛出太陽系,它可能需要花費幾萬年的時間
實際上我們的太陽系擁有兩個邊界,第一個邊界是太陽風的邊界,嗯,太陽風的邊界就在我們所說的日球層頂,日球層頂就像一個雞蛋殼兒一樣,它保護著我們的太陽系,不會受到宇宙致命的射線,而日球層頂的形成,源自於太陽系內部的光線和太陽系外部的光線發生了交匯,而目前來看,旅行者一號已經飛出了日球層頂外到達了所謂的星際空間。
雖然旅行者一號身在星際空間,但是他依然沒有逃脫太陽系的引力,我們知道想要逃離太陽系需要達到第三宇宙速度,這個速度相當於每秒16.8km。由於太空是無法減速的,因此航天器的速度只會越來越快。那麼在未來一個特定時間旅行者號就能飛出太陽系。縱觀我們人類,雖然無人探測器。但是我們人類想要出太陽系依舊非常的困難的。
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8 # 鍾銘聊科學
我覺得未來有可能,只是需要相當長的時間。要克服的技術有很多,我歸納一下,大概有5個維度。
1.發動機
2.人類壽命問題
3.導航
4.補給
5.宇航員的心態
發動機太陽系之大,其實人是很難有個概念的,就這麼說吧,地球在太陽系裡連個沙子算算不上,所以要實現太空旅行,這距離不是一般的短,就是到鄰居比鄰星那裡,就有4.22光年,動不動就要上萬年的旅行,中間還會出現很多意外,雖然用不到像汽車那樣一直加速(因為沒啥阻力),但時時要調整方向,躲避各種障礙物,也是需要燃料的。所以,如果用氫作燃料,其實我們飛不了太遠。也就是說,要實現飛出太陽系至少需要用的高可控核聚變。如果我們技術足夠牛逼,用於正反物質湮滅的技術,那就更好了。
人類的壽命問題按照現在科學家對於DNA端粒的研究,認為人類的壽命極限是120歲,而這麼遠距離的太空航行,120年實在太短太短了。也就是說,我們需要一些能夠克服壽命太短的技術,比如:冷凍技術。但是這也勢必會帶來一些倫理問題,比如:宇宙員被冷凍了50年,醒來後,兒子都比自己年紀大了,尷尬不尷尬?
導航這裡的導航,是指我們能夠調整最佳的線路,並且預知一些意外情況,而我們目前開出即將離開太陽系的衛星幾乎都和地球斷了聯絡。也就是說,如果太空旅行,就完全需要靠自己導航,那意思就是說,我們可能需要帶一個很牛逼的望遠鏡和雷達上路,這重量可不小,還要經常維護。
補給上萬年的航行,補給其實十分重要,無論是宇航員攝取的食物,還是發動機本身的燃料,還有一些額外的,比如:藥品,日常用品等等。這些補給如何能最科學地攜帶到太空?比如:食物如何能做到既不在空間,又能吃得飽。
宇航員的心態飛出太陽系可是超級漫長的旅程,宇以前宇航員最多待個幾年,現在可能是一輩子都在上面,如果只有幾個宇航員,還要輪流值班,那幾十年如一日,心態肯定會崩的,這個時候其實是需要在航天器上建立一個小型的社會,而太空旅行的社會應該是什麼樣子的?其實也是需要科學家好好思考的問題。
所以,其實飛出太陽系並不只是航天器的發動機夠了就行,他需要生物學,資訊科學,社會學等等各學科綜合起來才能實現的體統工程。
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9 # 多維觀世界
只能說以目前人類的技術水平還不能飛出太陽系。未來技術發展不可限量,飛出太陽系只是時間問題。那麼飛出太陽系需要哪些條件,目前阻礙人類飛出太陽系的主要問題是什麼呢?
所謂飛出太陽系,當然不是僅僅飛出冥王星軌道,而是要進一步飛出柯伊伯帶奧爾特雲,至少可以到達比鄰星系,完成恆星際航行。這個距離是4.2光年,大約40萬億公里。這樣遠的航行,目前主要障礙是能源和動力問題,其他都可以想辦法解決。比如航天員壽命問題,藉助冬眠技術輪流值班當然可以,那也需要大量的儲備航天員,何況冬眠技術現在還沒有實現。以現代的技術,只能採取太空繁殖後代的辦法。我們可以限定比如十男十女,或者全用女性。為防止近親繁殖,飛船上要提前攜帶人類冷凍受精卵,這個目前技術可以實現。這樣女性生育的就都是沒有血緣關係的後代了。當然要有計劃的生育,總人口不超過三十到五十人。
燃料問題是大問題,以目前的化學燃料肯定不行。理論上只要持續給力,速度可以無限增大。但是持續給力需要消耗燃料,而這些燃料必須在地球上提前一次性備足。中途不能停下來補給,如果停下來就白加速了。況且中間則沒有可以補給的落腳點。而一次性備足的話就是一個不小的量,無論體積質量都是巨大的。這同時就必須增加飛船的質量,而增加了質量就又得提高動力,提高動力就得多消耗燃料。這是一個不可能的死迴圈。就像我們駕駛一輛汽車在幾萬公里的大沙漠裡前行,所有汽油得提前攜帶。攜帶這麼多汽油又要增加動力,增加動力又要消耗汽油。
恆星際航行需要解決的就是這個燃料問題,要求能效高的燃料。即用很少的燃料就可以產生極大的動力。目前可以預測的是氫聚變燃料,氫聚變的能效當然比化學燃料高很多,但是跨星際航行的話還不夠。未來可以實現的還有反物質技術,那個能效更高。
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10 # 科學黑洞
地球上的生機勃勃跟外太空的死寂形成鮮明的對比,因為地球大氣層的存在、磁場的存在保護著地球生物免受太陽強烈的輻射,也有充足空氣和液態水供我們生存。
在未來的幾十年內,人類文明要想飛出太陽系都是很困難的事情,但幸運的是我們一直在前進的道路上,在未來今年人類大力開拓月球探索,開始第二次載人登月,與此同時也會開始載人登陸火星,人類文明還是未來可期的。
回覆列表
人類為什麼無法飛出太陽系?飛出太陽系需要什麼條件呢?
人類對宇宙的認知和探索,是伴隨著基礎物理理論體系的不斷完善,以及科學技術水平的逐步提升,同步實現拓展和延伸的。無論是從地心說到日心說再到銀河系的中心,還是從靜態宇宙到動態宇宙再到宇宙發展演化模型的確立,在時間線上都見證了人們宇宙觀的確立和修正歷程。而從科學實驗的角度去探索現有理論認知的宇宙狀態,則是科學家們始終追求的目標和進行深入論證的有力依據。
從上世紀50年代開始,科學家們將目光瞄向了地外宇宙空間,飛出地球成為那個時代特別是50-70年代天文探索的重要目標,因而也誕生了地外探索的多項歷史首次紀錄,比如第一顆太空探測器、第一顆人造衛星、第一艘載人飛船、第一位進入太空的宇航員、第一位登上月球的宇宙員等等。這裡值得一提的是,人類於1977年發射了兩顆深空探測器,分別為旅行者1號和2號,當時的主要目標是在對木星、土星以及土星環進行探測,當完成既定目標之後,繼續向太陽系外圍行進,先後又對天王星、海王星以及柯伊伯帶天體進行探測,目前旅行者1號已經到達地球220億公里的區域,成為飛行最遠的探測器,旅行者2號也在追隨著1號的步伐向著深空行進。
那麼旅行者1號探測器飛出太陽系了嗎?很抱歉,沒有。從目前科學界對太陽系確定的範圍來看,是以其有效引力範圍為邊界的,在就大大超出了以往以能夠觀測到的最遠小行星為界的空間範圍,現在科學界的主流觀點,在太陽系的外圍,“包裹”著厚度非常大的球狀雲團,人們將之稱為奧爾特雲,那裡是進入太陽系內部彗星的重要來源。現在估測的奧爾特雲距離太陽大約在50000個天文單位以上,也就是近1光年,而它的厚度起碼在2光年左右。旅行者號目前與地球的距離220億公里,雖然這個數值看上去非常遙遠了,但還遠未達到奧爾特雲,如果仍以現在每秒17公里的速度,那麼它飛越奧爾特雲的外緣,也就是說視為飛出太陽系的時間,起碼還得需要2.4萬年。
而諸如旅行者1號這樣的深空探測器,其無論從燃料配備、發動機執行、探測儀器攜載,還是從探測器構成的主要原材料來看,都有著一定的設計壽命和使用極限,特別是在燃料和發動機方面,限於人類目前的火箭發射技術,都不可能攜帶太多的燃料總量和更重質量更高的發動機,因此,這些深空探測器在執行一段時間以後,就會因燃料用盡而再也無法與人類取得聯絡,只能自由翱翔於宇宙空間中了。而且,探測器的飛行速度如果還只侷限在現在的這個水平,即離開太陽系需要幾萬年的時間,不但探測器的壽命極限都可能達不到這麼長久,而且和人類之間的通訊效率、探測時間成本等方面,也大大超出人類的可承受範圍,勢必會失去深空探測的意義。
這些還都是無人探測器的情況,如果利用載人宇宙飛船進行深空探測,那麼所要考慮的因素就更加複雜了。這裡面涉及幾個關鍵的問題和矛盾,首先,載人宇宙飛船,必要要留給人們一定的生活和工作空間,另外還得有完備的生命支援系統和足夠的能源、燃料儲備,這些都需要以增加飛船的體積和質量為前提,勢必會增加火箭發射的難度,同時也增加了飛行過程中的能量損耗。
第二,速度瓶頸問題必須要突破。宇宙飛船載人進行深空探測,其所花費的時間要儘可能地控制在幾年頂多幾十年以內,一旦達到百年或者千年的程度,無論是對於地球上接收和指揮探測的人員,還是對於宇航員本身來說,代價都太大,從目前來看,現有的宇宙飛船還沒有成熟可靠的星際旅行“冬眠”技術,地球上的指揮控制系統也相應地非常不完善。而如果宇宙飛船想要在百年以內衝出太陽系,其速度必須至少要達到光速的2%,現在我們距離這個要求的差距還非常大,如果沒有更加先進的能源利用和發動機技術的話,不可能會實現這樣的目標。
第三,深空探測目的地的選擇。借用一句時髦的話套用在星際旅行上,那就是沒有目的的深空探測,都是“耍流氓”。從目前觀測的結果,距離太陽系最近的恆星系是比鄰星,圍繞它執行的有一顆類地行星,如果我們要精確地判定上面有沒有生命形態的出現或者適不適合人類移居,那麼星際旅行去一趟看看無非是最好的選擇。而比鄰星距離地球4.2光年,也就是說我們即使衝出太陽系以後,還得再經歷相同的時間方能到達,即使以光速的2%行進,也得需要200年,因此需要在飛船的行進速度上再尋求更大的突破才能實現跨恆星系的旅行。
最後,還得考慮長時間星際航行的安全問題。比如生命支援系統的穩定性、食品供給的持續性、“冬眠”技術的可靠性、飛船的執行穩定性等,這其中的每一項如果出現重大問題,都會直接威脅著宇航員的生命。而且,在長時間的宇宙航行過程中,宇航員的身體和心理狀態能否一直處於健康狀態,如何進行調整和恢復,都將是需要深入研究和加以實踐的重點領域。
宇宙很大,誰都想出去走一走。但是,限於目前的各項技術條件的限制,太陽系仍然像一個“牢籠”一樣將我們緊緊鎖在裡面,從某種意義上來說,這又何嘗不是一種對人類的“保護”呢!