比光速還快,千年內能飛出太陽系,曲速引擎推進技術到底有多厲害?
自人類登空以來,人類社會就發生了巨大的變化,從此科學家們把目光投向了宇宙,
立志把探索整個宇宙作為終極目標。
如今,人類航天事業已經成立了半個多世紀了,在這數十年的共同努力下,已經探索了月球和火星,來到了除地球以外的星球。正當人類來到外星球的時候才發現,宇宙是何其的大,任何一個星球都夠人類使用無數年,
因此謀生了一個人類移民的念想。
為了尋找合適的星球讓人類居住,早在
1977年NASA就發射了旅行者一號
,如今過去可40多年,它已經航行了210億公里,一直在突破人類探索最遠太空的記錄。
許多人認為210多億公里的航行是不是已經把太陽系給逛了一遍,事實上並非如此,要知道太陽系的直徑就達1光年,
按照旅行者一號如今的飛行距離,連整個太陽系的1%都沒有探索到,並且按照如今的速度想飛出太陽系仍需要1萬多年。
說到這,是不是許多人都感到絕望,人類在萬年內
是不是要被封鎖在太陽系內呢?
科學家為了解決這一問題,提高探索宇宙的效率,發現了一種新的方式,它以
另一種能源來加快航天器的速度
,只要航天器的速度夠快就能夠縮短飛行的時間。
太陽帆飛船原理
對於漫長的宇宙航行,最重要的就是能量消耗問題,就算航天器使用壽命為上萬年,但需要取之不盡的
能源
才能維持運作,然後就是速度,只要飛行
速度
夠快就能提高探索的效率。而如今,科學家們利用太陽光的光壓進行航天旅行。之所以用這個方式,是因為光壓對航天器造成的推力很小,有了
太陽帆技術,航天器就不用擔心空氣阻力的存在,在起飛的時候在太陽帆的加持下能提供較快的加速度。
太陽帆航天飛行
光的構成極為特殊,它由
靜態質量和動量的光子組成
,當光子撞擊到光滑平面就能反彈過去改變運動方向。
光子在撞擊平面過程中,其產生的推力很小,就算把撞擊平面擴大成1平方米,那推力有0。9達因,相當於一隻螞蟻。如果把平面直徑擴大到300米,面積為70686平方米的話其產生的推力為0。034噸。該推力看似很小,
但足夠把小型航天器在200天內送到火星上,以此類推把太陽帆做得越大其推力也就越大。
太陽帆航天器加速飛行圖
要知道,在太空中太陽光線幾乎貫穿宇宙,那太陽帆的能量就無窮無盡,並且
依靠太陽帆的航天器每小時的速度為24萬公里
,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。
如今科學家們已經研製出一種
新型的飛行材料
,這種材料輕薄而又堅硬,最重要的是反光效果極佳,減少了航天器的總體質量,能提高航天器的加速度。如果再加上人類所使用的鐳射,就能把
推力提高到原來的10倍
,如果用普通的太陽帆把航天器送到冥王星需要30年,而用該新型技術的話則只需要3年,
提高了10倍的速度,更的普通航天器60倍速度。
遺憾的是,短期之內該技術受某些因素制約,還需要幾年的研究才能突破。
此時有人問,就算該技術研發成功,但想要探索偌大的宇宙仍是杯水車薪,飛往太陽系還是需要千年,
有沒有更快的飛行技術呢?
曲速引擎推進系統
1994年物理學家
米蓋爾・阿爾庫比雷( Miguel Alcubierre)提出了一種推進理論
,震驚許多人,如果人類掌握了該技術就能實現超光速旅行,
飛出太陽系只需要百天左右。
該推進原理類似《星際迷航》中的
彎曲引擎,
太過超前,目前還未找到具有負質量和負壓的物質,這兩種物質能夠扭曲時空,在飛船進行飛行的過程中,致使飛船前方時空收縮,而後方則是相反空間膨脹,只要在這種情況下飛船不被破壞
就能進行超光速飛行。
遺憾的是,該技術存在許多其他缺陷,比如飛船在超光速飛行下會使宇航員受到嚴重的輻射,想要維持飛船一直處於超光速飛行所需的能量超過了宇宙的總能量,最重要的是沒有找到負物質。
這項技術可謂是
人類終極理想
,如果真的實現的話整個銀河系都將被我們一一探索
,實現人類移民,物質能量輸送也將實現。
遺憾的是,宇宙直徑為930億光年,就算掌握了該技術也無法探索整個宇宙,而宇宙之外會不會又有“超宇宙”也是一個問題。總之,人類的發展將永不停歇,學無止境,或許千萬年後我們的子孫已經成為了高階文明,
但相對整個宇宙依然是那麼渺小。
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