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未来有望实现星际旅行的宇宙飞船长啥样?

admin 1周前 ( 09-13 03:20 ) 11 抢沙发
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原标题:未来有望实现星际旅行的宇宙飞船长啥样?

星际旅行

代达罗斯计划与NASA的土星5号火箭对比

未来有望实现星际旅行的宇宙飞船长啥样?

天文学家最近宣布了有力证据表明,在接近我们太阳的恒星比邻星附近有一颗类似地球的外星球,这使其成为迄今为止发现的最接近的系外行星。尽管比邻星是我们的宇宙邻居,但它仍然位于距地球4.2光年的位置。在这样的距离下,我们能否参观这个新发现的星球呢?

使用传统的航天器,即使是最近的恒星也要花费数万年的时间,例如现在用于探测太阳系的航天器。这些航天器是由化学火箭,低推力离子驱动器和重力辅助轨道共同驱动的。

但是,如果我们要飞出太阳系,将需要比这快得多的飞船。

代达罗斯计划

未来有望实现星际旅行的宇宙飞船长啥样?

代达罗斯计划(Project Daedalus)是由英国行星际协会的专家于1970年设计的。目标是巴纳德星(Barnard's Star),这是一个距离我们约6光年的红矮星,在许多方面都类似于比邻星,据天文学家报道,他们发现了一个可以居住的星球。当“代达罗斯计划”诞生时,一些天文学家认为有一个巨大的天然行星可能在巴纳德星周围的轨道上运行。

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这项为期五年的项目最终设计了代达罗斯航天器,该航天器实际上是54,000吨重的核火箭,它将把400吨重的探测器加速到光速的12%左右。

代达罗斯航天器将由核聚变提供动力,利用电子束引爆可从月球表面开采的一堆诸如氦3之类的燃料。即使这样,发动机仍将消耗数万吨燃料,以使航天器在大约4年内加速到最高速度。

星际冲压发动机

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星际冲压发动机又称巴萨德冲压发动机(Bussard Ramjet),因为它是物理学家巴萨德在1960年提出的。

星际冲压发动机不会携带自己的燃料,而是利用巨大的漏斗形电磁场在星际空间中发现很细的气体和尘埃痕迹,该漏斗形电磁场在星际空间前方延伸了数千公里。然后,来自星际介质的氢将被压缩,并在飞船后部的聚变火箭中用作燃料。

从理论上讲,只要飞船经过的地方有足够的星际气体提供推力,由星际冲压发动机驱动的航天器就可以不断加速,并且可以无限接近光速。

反物质火箭和黑洞驱动

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反物质将是一种极好的火箭燃料,因为它的能量密度非常高。但是,反物质不存在于自然界中,我们必须制造它。但是,制造反物质却非常困难,而且一旦制造成功就非常危险,所以谁知道它是否可以用作火箭燃料呢?

使用奇异物理学驱动航天器的另一个建议是SK驱动器,该驱动器将使用引擎内部的微小人造黑洞作为动力源。

配备有所谓“ SK驱动器”的飞船可以捕获霍金辐射,该辐射来自微小黑洞的迅速且极其剧烈的蒸发,SK驱动器最终将其转换为可用于推动航天器的能量。

未来有望实现星际旅行的宇宙飞船长啥样?

每个人造黑洞只能生存几年,因此可能根据需要制造很多新的黑洞,这可能是通过用伽马射线激光压缩物质颗粒来实现的。

由微型黑洞驱动的飞船在20天内可将速度提升到光速的10%。黑洞在完全蒸发之前将持续约3.5年,并且在其整个寿命期间输出超过160万亿瓦的能量。

超光速飞船?

未来有望实现星际旅行的宇宙飞船长啥样?

无论在宇宙中的任何位置,相对论都不会消失。即不可能将有质量的物体加速到光速,也不能超越它。

但是,爱因斯坦的方程式可能有一些漏洞,有朝一日可以让科学绕过已知的物理定律,并实现超光速旅行,这是几代科幻迷的圣杯。

超光速旅行最著名的是理论物理学家米盖尔在1994年提出的曲速引擎。

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曲速引擎通过利用由两个致密的外来物质旋转环产生的强大重力来工作,以缩小飞船前方空间的物理尺寸,同时扩大其后方空间的速度,其速度似乎超过了光速。

该环需要一种未知的外来物质,在“扭曲气泡”内部的航天器的飞行速度永远不会比光速快,因此不会违反相对论。

超光速旅行的其它想法包括使用跨维度的虫洞(理论上也是可能的,但尚不存在)在纠缠但遥远的空间区域之间旅行;或大胆地掠过一个巨大的旋转黑洞的边缘,就像电影《星际穿越》中所描绘的那样。

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但是,光速旅行的概念到处都是未知数和明显的矛盾,例如违反因果关系原则,在这种因果关系中,未来是由过去发生的事件引起的,而不是相反的。因此,即使尝试在技术上可行,这些想法也可能被证明是不可能的。

科学家不想听起来过于悲观,因为我们可以看到能够飞向其它星球的巨大好处,但是物理定律就是物理定律,实现真正的星际旅行将非常困难。

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