百天内飞出太阳系,实现星际能源传输,曲速引擎推进有多厉害?

#点亮好奇心#

自人类登空以来,人类社会就发生了巨大的变化,从此科学家们把目光投向了宇宙,立志把探索整个宇宙作为终极目标。

如今,人类航天事业已经成立了半个多世纪了,在这数十年的共同努力下,已经探索了月球和火星,来到了除地球以外的星球。正当人类来到外星球的时候才发现,宇宙是何其的大,任何一个星球都够人类使用无数年,因此谋生了一个人类移民的念想。

百天内飞出太阳系,实现星际能源传输,曲速引擎推进有多厉害?


为了寻找合适的星球让人类居住,早在1977年NASA就发射了旅行者一号,如今过去可40多年,它已经航行了210亿公里,一直在突破人类探索最远太空的记录。

许多人认为210多亿公里的航行是不是已经把太阳系给逛了一遍,事实上并非如此,要知道太阳系的直径就达1光年,按照旅行者一号如今的飞行距离,连整个太阳系的1%都没有探索到,并且按照如今的速度想飞出太阳系仍需要1万多年。

说到这,是不是许多人都感到绝望,人类在万年内是不是要被封锁在太阳系内呢?

科学家为了解决这一问题,提高探索宇宙的效率,发现了一种新的方式,它以另一种能源来加快航天器的速度,只要航天器的速度够快就能够缩短飞行的时间。


太阳帆飞船原理

对于漫长的宇宙航行,最重要的就是能量消耗问题,就算航天器使用寿命为上万年,但需要取之不尽的能源才能维持运作,然后就是速度,只要飞行速度够快就能提高探索的效率。而如今,科学家们利用太阳光的光压进行航天旅行。之所以用这个方式,是因为光压对航天器造成的推力很小,有了太阳帆技术,航天器就不用担心空气阻力的存在,在起飞的时候在太阳帆的加持下能提供较快的加速度。

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太阳帆航天飞行


光的构成极为特殊,它由静态质量和动量的光子组成,当光子撞击到光滑平面就能反弹过去改变运动方向。

光子在撞击平面过程中,其产生的推力很小,就算把撞击平面扩大成1平方米,那推力有0.9达因,相当于一只蚂蚁。如果把平面直径扩大到300米,面积为70686平方米的话其产生的推力为0.034吨。该推力看似很小,但足够把小型航天器在200天内送到火星上,以此类推把太阳帆做得越大其推力也就越大。

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太阳帆航天器加速飞行图

要知道,在太空中太阳光线几乎贯穿宇宙,那太阳帆的能量就无穷无尽,并且依靠太阳帆的航天器每小时的速度为24万公里,是第二宇宙速度的6倍左右,比普通的航天器也快了近6倍。

如今科学家们已经研制出一种新型的飞行材料,这种材料轻薄而又坚硬,最重要的是反光效果极佳,减少了航天器的总体质量,能提高航天器的加速度。如果再加上人类所使用的激光,就能把推力提高到原来的10倍,如果用普通的太阳帆把航天器送到冥王星需要30年,而用该新型技术的话则只需要3年,提高了10倍的速度,更的普通航天器60倍速度。

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遗憾的是,短期之内该技术受某些因素制约,还需要几年的研究才能突破。

此时有人问,就算该技术研发成功,但想要探索偌大的宇宙仍是杯水车薪,飞往太阳系还是需要千年,有没有更快的飞行技术呢?


曲速引擎推进系统

1994年物理学家米盖尔・阿尔库比雷( Miguel Alcubierre)提出了一种推进理论,震惊许多人,如果人类掌握了该技术就能实现超光速旅行,飞出太阳系只需要百天左右。

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该推进原理类似《星际迷航》中的弯曲引擎,太过超前,目前还未找到具有负质量和负压的物质,这两种物质能够扭曲时空,在飞船进行飞行的过程中,致使飞船前方时空收缩,而后方则是相反空间膨胀,只要在这种情况下飞船不被破坏就能进行超光速飞行。

遗憾的是,该技术存在许多其他缺陷,比如飞船在超光速飞行下会使宇航员受到严重的辐射,想要维持飞船一直处于超光速飞行所需的能量超过了宇宙的总能量,最重要的是没有找到负物质。

百天内飞出太阳系,实现星际能源传输,曲速引擎推进有多厉害?

这项技术可谓是人类终极理想,如果真的实现的话整个银河系都将被我们一一探索,实现人类移民,物质能量输送也将实现。

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遗憾的是,宇宙直径为930亿光年,就算掌握了该技术也无法探索整个宇宙,而宇宙之外会不会又有“超宇宙”也是一个问题。总之,人类的发展将永不停歇,学无止境,或许千万年后我们的子孙已经成为了高级文明,但相对整个宇宙依然是那么渺小。

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页面更新:2024-05-05

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