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科幻電影中的星際飛船,人類什么時候能造出來?

近年的科幻電影似乎又卷起了一陣星際飛船風,如《星際穿越》中極具風格的環(huán)狀飛船、《星球大戰(zhàn)》中各式用于戰(zhàn)斗的飛船等等。

星際飛船從字面上理解就是能從一個恒星系飛到另一個恒星系的飛船,從科學原理上來說,制造一艘用于星際航行的飛船并不存在什么障礙。它從本質上來說,與人類制造的探月飛船沒有多大的區(qū)別。但是,真正實施起來卻是困難重重的。

1977年發(fā)射的旅行者一號42年飛了20光時,已經(jīng)飛出太陽系日球層的它還在以17km/s的速度向著太陽系邊緣飛去,考慮到太陽系半徑一光年,旅行者一號至少還需要1.7萬年才能飛出包裹太陽系的奧爾特云。

我們的征途,是星辰大海!想要實現(xiàn)這個目標,硬軟件都不可或缺!

要想制造星際飛船就必須換一個更強大的動力源

目前的動力系統(tǒng)主要是化學火箭。它利用燃料燃燒后的高溫、高壓將物質噴射出去產(chǎn)生的推動力工作的。由于化學反應的能量轉換效率太低,所以,化學火箭需要攜帶大量的燃料。這樣,使得星際飛船能夠攜帶的有效載荷大大降低,也使得星際飛船的制造無法實現(xiàn)。

化學火箭最多可以支撐人類在太陽系內的宇航。要想進行星際旅行必須要有更有效率的動力裝置。這個裝置就是真在研發(fā)中的核聚變反應堆技術。核聚變反應堆可以將燃料質量的0.7%轉換成能量,然后利用離子推進器推動星際飛船前進。

除了推進系統(tǒng),居住環(huán)境也是飛船設計的另一個難題,我們不僅僅要做出能夠進行高速長距離移動的飛船,還要保證在這段漫長的旅途中,生命能夠在里面繁衍生息。“我們需要土壤,”蕾切爾教授介紹道,“那是有機物質存在的地方。”土壤是植物生產(chǎn)的重要條件,同時植物也能夠產(chǎn)生大量有用的有機物質。

在物理學上的突破

在物理理論上要突破愛因斯坦的相對論,推翻光速不可超越的限制,在空間物理學上要有重大的發(fā)展,尤其是在核能源的技術方面要有級高的掌控能力,因為人類社會的活動范圍與能源的消耗水平呈幾何梯級的增長。這些條件都具備了,人類才能真正的做到遠游星辰大海。

不過目前來看,推進技術和能源技術,在短時間內是無法解決的,而且星際航行需要的遠不止這兩項技術;或許人類的星際航行,在未來數(shù)百年內能夠實現(xiàn),慢則需要數(shù)千年。

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