电竞比分网-中国电竞赛事及体育赛事平台

分享

人類能在短期內(nèi)造出光速飛船嗎?癡人做夢!那無工質(zhì)驅(qū)動算捷徑嗎?

 星辰大海種花家 2019-08-22

也許這個(gè)話題得開大了腦洞來討論,要不然現(xiàn)在這個(gè)30千米/秒的速度都還沒達(dá)到的時(shí)代來討論30萬千米/秒的速度,簡直比乞丐打算過上帝王般的待遇還要難,因?yàn)槠蜇み€有一條2塊錢通向成功的道路,但達(dá)到光速,除了科技進(jìn)步之外,就只能是科技進(jìn)步了!

一、人類達(dá)到的極速有多快?

說起極速各位想到的第一個(gè)速度就是旅行者一號達(dá)到的17千米/小時(shí),這曾經(jīng)讓大家津津樂道了很久,按各位不知道的是它是如何達(dá)到這個(gè)速度的?達(dá)到這個(gè)速度又有多難!

1、旅行者的速度

藍(lán)色線路就是旅行者一號的路徑,它得到土星的引力彈弓加速后就直接脫離太陽系黃道面,朝著蛇夫座方向,一去再也不復(fù)返了!因?yàn)樗鼜耐列擒壍郎厦撾x的時(shí)候已經(jīng)超過了太陽在此處的逃逸速度,因此它再也不會被太陽的引力所拉回!

旅行者一號的最高速度為16.974千米/秒,看上去很高是嗎?那是有了木星和土星的引力彈弓加速所致,人類的火箭技術(shù)還是有所欠缺!

2、新視野號的速度

相對于1977年發(fā)射的旅行者,2006年1月19日發(fā)射的新視野號時(shí)推進(jìn)技術(shù)明顯要好很多!將新視野號送上近地軌道的是國宇宙神-V551型(Altas-V551)火箭和半人馬座火箭,最終由STAR 48B固體燃料火箭沖脫離地球軌道!它跨越地月軌道距離僅用9個(gè)小時(shí),13個(gè)月到達(dá)木星軌道,14年左右的時(shí)間到達(dá)冥王星,相比旅行者二號的22年,整整提早了8年(旅行者一號沒有訪問冥王星)!

新視野號的極速是: 掠過木星軌道時(shí)速度達(dá)到了21.219千米/秒

3、帕克的速度

其實(shí)帕克速度是最高的,但帕克前往太陽系內(nèi)部,盡管這比前往太陽系外可能要更難一些,因?yàn)橛薪莿恿渴睾?,帕克的速度會達(dá)到極高,因此需要不斷減速才能進(jìn)入環(huán)太陽數(shù)百萬千米的橢圓軌道,它用的是引力彈弓減速!

帕克的減速過程,帕克的近日點(diǎn)時(shí)飛行速度高達(dá)72萬千米/小時(shí),約合200千米/秒!當(dāng)然這是作弊的速度,所以我們僅僅了解一下!

3、人類真正用動力達(dá)到的最快速度,是一個(gè)井蓋!

1957年8月,美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了一次核武器測試,由于計(jì)算失誤,原本只打算1KG當(dāng)量的實(shí)驗(yàn)最后爆炸時(shí)的當(dāng)量超過300噸TNT,這直接讓150深度的井頂端厚達(dá)10CM,重大數(shù)百千克的井蓋直沖云霄,而在周圍的監(jiān)控?cái)z像機(jī)只記錄下了1幀圖像,甚至不足以計(jì)算它的速度(至少要兩幀,計(jì)算間隔時(shí)間與距離,最終計(jì)算出速度),但據(jù)估計(jì)這個(gè)井蓋的速度超過了70千米/秒!它的加速度高達(dá) 10^8 - 10^10 m/s^2!

這個(gè)速度似乎仍然令各位失望,因?yàn)樗]有超過派克近日點(diǎn)的極速,不過并不需要在意,因?yàn)榕量说乃俣纫菽?,并非真正的加速所達(dá)到,因此我們?nèi)匀徽J(rèn)為井蓋是有史以來速度最快的人造物體!

二、人類還有有哪些壓箱底的推進(jìn)技術(shù)?

化學(xué)推進(jìn)最后的絕唱也許就是新視野號了,那幾乎是不惜代價(jià)換來前所未有的速度到達(dá)冥王星,未來的行星際推進(jìn)發(fā)動機(jī)不可能再用化學(xué)火箭,那么我們有哪幾種推進(jìn)器可選呢?

1、光帆推進(jìn)?

光帆2在2019年 6月25日從肯尼迪航天中心搭乘SpaceX的“獵鷹重型”火箭發(fā)射升空,7月23日,“光帆2”號成功部署了其搭載的太陽帆!在陽光動力下,4天時(shí)間里,光帆2號的軌道高度提升了約2千米,當(dāng)然論證陽光動力早已被證實(shí),但距離實(shí)用仍然有比較遠(yuǎn)的距離,另一個(gè)問題是其面積實(shí)在太大,因?yàn)槊科椒矫變H僅只能產(chǎn)生9×10^-6牛頓!因此需要一個(gè)平方千米級別的帆才能獲得滿意的加速度,如果是載人飛船的話,這個(gè)面積還需加大1個(gè)數(shù)量級!

2、離子電推進(jìn)?

這個(gè)原理其實(shí)挺簡單,將介質(zhì)高溫成為等離子體后,通過電場將離子加速向后噴出的反推,作為發(fā)動機(jī)的推進(jìn)動力,而多余的電子則通過電子槍注入后方的離子羽流中和,避免飛船的電荷積累!

上圖是離子發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)原理

上圖是離子發(fā)動機(jī)測試,其藍(lán)色的羽流有一種不真實(shí)的感覺,這種發(fā)動機(jī)至少要在未來百年時(shí)間內(nèi)撐起太陽系內(nèi)的行星際間旅行,它的加速可以在數(shù)月內(nèi)往返火星,甚至更快,當(dāng)然這需要我們提升離子發(fā)動機(jī)效率,研制出牛級甚至數(shù)十牛數(shù)百牛的離子發(fā)動機(jī)!

3、暴力的核裂變推進(jìn)?

曾經(jīng)這是獵戶座飛船(非NASA的獵戶座飛船)的創(chuàng)意,但這喪心病狂的計(jì)劃是不可能的地面實(shí)施的,因?yàn)樗南敕ㄊ窃陲w船后面丟核彈,爆炸的沖擊波推進(jìn)飛船,當(dāng)然偽紀(jì)錄片《撤離地球》也是這個(gè)創(chuàng)意,但這不可行,這核彈一路丟,污染實(shí)在有點(diǎn)大!

在太空中似乎也能接受,畢竟本來輻射就很強(qiáng),也不差這么點(diǎn),但這核彈需要從地表送到太空,想想就不寒而栗!

這個(gè)規(guī)模的飛船用核裂變推進(jìn)也是醉了,但拯救文明,只有一次機(jī)會,選擇最保險(xiǎn)的技術(shù)似乎情有可原!

似乎還有用聚變的代達(dá)羅斯計(jì)劃,不過到現(xiàn)在為止核聚變還在天上飛呢,咱就不多廢話了!

三、哪些技術(shù)才能達(dá)到或者超過光速?

從相對論的角度來看是沒有,很簡單是因?yàn)橘|(zhì)增效應(yīng)會導(dǎo)致我們找不到如此無限推力的發(fā)動機(jī),因此再推力再大的發(fā)動機(jī)它也有一個(gè)極速,一個(gè)難以逾越的光速屏障!

因此必須有一種能跨越質(zhì)增效應(yīng)的引擎出現(xiàn),當(dāng)然本例中能找到的引擎依然是各位所熟悉的曲速引擎,這種傳說中存在的引擎可以改變空間的曲率,以空間壓縮和拉伸的彈性推動飛船,因?yàn)橹挥锌臻g膨脹達(dá)到的速度才不受光速限制!比如宇宙膨脹導(dǎo)致144.2億光年外的天體正以超過光的速度離開我們,或者我們正以光的速度離開它們一樣,不受各種相對論的光速效應(yīng)約束!

但它需要傳說中的負(fù)能量,能使空間膨脹的能量,迄今為止,似乎暗能量可以,但自提出這個(gè)概念以來,我們就沒有見過暗能量長什么樣,僅僅存在于宇宙膨脹的概念中!

蟲洞的概念從理論上也是可以成立,但卻不是黑洞與白洞的連接,各位可以忽略,但這仍然需要和空間打交道,而到現(xiàn)在為止,我們對空間的了解遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,甚至造成空間膨脹都還云里霧里!而科幻片《星際穿越》中甚至都懶得交代那個(gè)蟲洞是如何建立的,因?yàn)榫褪峭庑侨速浰徒o地球人的禮物!這個(gè)理由你信服不?

四、有捷徑嗎?

蟲洞就是捷徑,但我們無法制造蟲洞,也找不到蟲洞,因此只能在黎明前的黑暗中摸索,但我們從一種非常規(guī)的引擎中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新天地,當(dāng)然這并不表示這種引擎真的成立,而是一種思路,一個(gè)能從現(xiàn)代科學(xué)體系中跳躍出來的思維!

2004年英國人羅杰.蘇牙發(fā)明了一種不需要工質(zhì)的電磁發(fā)動機(jī),其原理是利用一個(gè)諧振腔在來回反射的微波中引出獲取動力!

它的出現(xiàn)似乎打破了牛頓的作用與反作用力定律,但它還是屬于常規(guī)的能量守恒發(fā)動機(jī),因?yàn)樗枰斎霃?qiáng)大的微波能量!

Q很關(guān)鍵,是諧振腔品質(zhì)因數(shù)Q,超導(dǎo)可以使他的值提升幾個(gè)數(shù)量級,這將是一個(gè)非常誘人的數(shù)值,盡管它當(dāng)前的推力可以忽略不計(jì)!

這是一種打破常規(guī)的引擎,從出現(xiàn)開始到現(xiàn)在,已經(jīng)有多家研究機(jī)構(gòu)投入大量的人力物力來驗(yàn)證,包括中國西工大的楊娟教授,還有2016年時(shí)NASA也都進(jìn)行了驗(yàn)證,傳聞都真真假假,我們并不清楚這種技術(shù)是否屬實(shí),未來是否有應(yīng)用前景!

但從另一個(gè)角度來審視整個(gè)過程,我們發(fā)現(xiàn)可能在某些技術(shù)上應(yīng)用技術(shù)可能會先出現(xiàn),理論可能隨后才能跟上,在人類科技發(fā)展過程中并非不存在類似的狀況,那么我們有一個(gè)小小的愿望,希望這種能跨越光速的曲速引擎早日實(shí)現(xiàn),畢竟科克船長正打算2063年和瓦肯星史波克大使相會呢,如果不實(shí)現(xiàn)曲速引擎,我們拿什么發(fā)動機(jī)來跨越和瓦肯星之間相隔16光年的距離?

    轉(zhuǎn)藏 分享 獻(xiàn)花(0

    0條評論

    發(fā)表

    請遵守用戶 評論公約

    類似文章 更多