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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 。
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 。
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 。
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 。
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
【太阳系|比光速还快,千年内能飞出太阳系,曲速引擎推进技术到底有多厉害?】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 。
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 。
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