
问:幻想一下,假如人类花了两千多年才抵达太空,那么咱们要花多久才干抵达另一个太阳系呢?
答:现阶段技能的最高时速约为17,600英里/小时(约28,300公里/小时),这在某种程度上预示着一架航天飞机大约需求165,000年才干抵达半人马座阿尔法星。
那么两个旅行者号会怎么样呢?关于1977年发射的两个无人驾驭的航天勘探器——旅行者一号和旅行者二号,他们正在脱离咱们的太阳系。旅行者号的目的地并不是半人马座阿尔法星,但假如是的话,他们要花费数十万年的时刻才干抵达那里。”“美国国家航空航天局的“新视野号”飞船以36373英里/小时(58,536公里/小时的速度飞翔。假如“新视野号”是针对半人马座阿尔法星系,那么它将需求大约78,000 才干抵达。
“除非人类可以发现一种办法可以绕过物理学规律(这不太或许),不管咱们多么想去那里,世界中的其他部分都超过了咱们的生命。假如真的要抵达,你需求用某种方法使人类永生,扫除厌恶,并且有才干供养照料他们几千年才干完成。”
曲速引擎?
听起来很熟悉?1994年,墨西哥物理学家米格尔·阿尔库比尔提出,可以终究靠歪曲时空来完成比光速更快的移动,如上图所示。
我猜想他一向在读他的《星际迷航》。依据内存测验(曲速引擎),曲速引擎是经过歪曲时空起作用的,简略地说,曲速引擎,可以一起挑选快于或许慢于星际飞船,乃至是他自己快于光速。具体而言,时空是在飞船前缩短的,并且在飞船后扩展的。星际飞船自身就在两个时空歪曲之间,就像待在一个曲速的泡泡里相同。这个现已歪曲的空间,连同它里边的区域,以一个“翘曲速度”加快,然后在这个由于畸变发生的时空内发生一种波。
假如人抵达这一空间就需求花费人类两千余年,那么值得咱们考虑的是,抵达另一个太阳系需求花费的时刻尺度是多少呢?
当然这也取决于你是在说有人驾驭或许无人驾驭。让咱们考虑无人驾驭的状况,这里有两个瓶颈阻挠咱们完成这一假定便是光速的1%,首先是基础知识。咱们现在最好的处理方法便是离子推动器,但其运作需求很多的电力。假如咱们咱们可以规划一个混合型太阳能/核能勘探器(阐明:太阳能,用于初始脉动以及抵达目的地后的减速;核能放射性同位素热门发活力,用于在太阳能电池板几乎没有用武之地的时分坚持电子或通讯可以继续运作)。
咱们应该很多的太阳能电池板。由于即便以国际空间站太阳能电池板的规范来装备,关于这个方针来说也太少了;咱们也需求兆瓦级的电能。大约100米x 100米的太阳能电池板以25%的功率也仅仅在初始能发生一小部分兆瓦级的才干。由于它的供能状况与离太阳的远近程度有关。(离太阳系行星越近它的供能越多)
除此以外,咱们还需求高能离子推动器。咱们现在最大程度上能以50㎞/s的速度跋涉(大约是光速的1/6000)。咱们应该到达的排气速度是大型强电子对撞机。(由于大的强电子对撞机能加快其质子运动)这个高速度间隔光速只差几米每秒。
其实能否使这样一个能以每秒只喷发出一千或许一百万质子(质量很小,无法用克这一单位衡量)的高能离子推动器完成,并不重要,重要的是能否使这些质子以LHC(大型强电子对撞机)的速度喷发出去。从1/6000光速上升到99.99999的光速改变,这一非相对论动能增加了约3600万倍。假如加上6930洛伦兹系数,每单位排量约是光速的1/6000的250百万倍,是愈加高效的。
所以在离子推动器中的一千克推动物将在发挥的作用,与新视野勘探器中中2.5亿公斤或许250千吨的推动物发挥的作用作用是同等的。不过勘探器当然更重一些。问题是勘探器或许由于太阳能板重几十吨,一切的强力磁铁作为推动物质至少需求占有四分之一的质量。他必须在太空中拼装,或许需求一个大型火箭猜呢不过作为一个全体发射。乃至或许是方案中的SpaceX巨型助推火箭。由于像这样的勘探器无法自行提高轨迹。用上一切的推动物都需求几年的时刻。这不管如何都是大型的工程应战,而非理论物理学所能处理的。
但是我也无法保证这样的勘探器能否把拍下的相片并发送到间隔它4光年以外的当地。所以我以为在咱们成功发射无人勘探器(可以拍照相片并进行具体的广谱/温度剖析)以寻觅适合人类寓居的行星之前,咱们讨论把人类送到其他太阳系的论题是没有一点含义的。
一步一个脚印最好,咱们站在人类的视角上考虑,火星是咱们当下仅有的也是实践的勘探方针。
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3. forbes-露白
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