人类实现太空旅行的可能性有多大

wyo315

人类的未来就在星星里。如果我们非常想去，太空旅行在我们的有生之年是可以实现的。那么建造一艘星际飞船需要什么呢？为什么我们看不到银河帝国的证据？我们的银河系是否像埃隆·马斯克所要求的那样到处都是单行星文明的遗迹？殖民其他恒星系统真的那么困难吗？

有一些关于太空旅行技术的疯狂想法的疯狂讨论。有非动量守恒的电磁驱动，来自星际的虫洞，和阿尔库比特经线驱动。人类对恒星的第一次冒险不会也不应该等待遥远的奇幻技术。我们的第一艘星际飞船将使用我们一生中可以实现的技术。现在建造一艘星际飞船需要大量的政治合作、资金和专注。这东西太大了，我们得在太空组装。

所以为了争论，假设人类的未来处于危险之中。我们刚刚在半人马座阿尔法星系中发现了地球2.0，它只有4.4光年远，但我们必须在路缘石和即将到来的K1小行星之前到达那里。所以我们必须专注于一个设计，我们建造什么？关键是在星际飞船的速度和我们开发建造它的技术所需的时间之间找到正确的平衡。如果我们在50年内发射的船超过它，20年内发射一艘慢船没有意义。这个平衡被分解成一个我们称之为等待计算的东西，我们想要得到正确的结果。

第一，传统火箭燃料。这是不可能的，有史以来最快的载人飞船是阿波罗10号火箭，它的速度达到了每小时25000英里，这将使你在近120000年内到达Alpha Cen。推进剂是太空旅行的一大极限挑战，动量守恒很糟糕。火箭方程告诉我们，最大速度是基于排气速度，燃料质量和航天器质量。如果你想在人的一生中达到Alpha Cen，你需要达到光速的10%。要用任何液体火箭燃料做到这一点，你需要一个比可观测宇宙更大的燃料箱。但是有两种方法可以达到高速，向后推进大量的质量，或者以更高的速度推进较少的质量。所以，让我们做第二个。

我们只想要能量密度最大的燃料。因此，把静止质量直接转化为能量似乎是可行的方法。e等于mc的平方，太阳做的很好，所以让我们建立一个引擎，像一个迷你星。事实上，为什么不选择最中间的选择，在我们的星际飞船后面爆炸核武器，然后在爆炸中冲浪呢？这是弗里曼·戴森和其他人在50年代和60年代后期为猎户座计划考虑的一个真正的选择。我们将假设现代热核装置，发射时，我们的星际飞船大约有3/4的质量被30万吨重的1百万吨氢弹所占据，在一个多月内一个接一个地在我们身后爆炸，我们以1g的速度加速到光速10%左右。

假设我们不需要在另一端减速，我们在44年后到达Alpha Cen，而减速是一个巨大的问题。我们需要用一半的燃料在另一端减速，不幸的是，我们的速度只有一半。所以让我们做90年的单程旅行，这意味着我们需要三代人在飞船上，并祈祷太空婴儿会好起来。尽管如此，这项技术在最短的时间内可能是最可行的，因为我们已经知道如何制造炸弹了。在船上运行包含热核反应也有一些非常棒的选择。聚变火箭，或者像Daedalus项目那样的脉冲爆炸，或者正在进行的聚变。你可以这样推到比0.1c高一点，但可能不会高很多。这是一个很棒的选择，而且可能真的会发生，但是用于包容融合的技术现在才刚刚出现，而且还有许多困难的挑战。这是火箭科学和核物理，所以你知道，很难。但聚变将剩余质量的不到1%转化为能量。

如果我们能接近100%呢？这就是选项三，反物质驱动背后的想法。当物质遇到它的反物质对应物时，两个粒子都被湮灭，释放出大部分剩余质量的能量。这是一种非常有效的燃料。例如，在一个月内，我们飞到火星只需要大约10克反物质。这里最大的障碍是反物质的收集和储存极其困难。我们可以制造粒子加速器，但它很慢，而且非常昂贵。我们一次只能用少量的反质子做到这一点，而不是我们到达恒星所需的千克数。

假设我们可以将反质子的生产规模扩大到100万亿倍，那么PION火箭可能是一种可能性。湮灭一个质子和一个反质子，你就会得到以接近光速运动的带电质子。在磁场的引导下，这些介子提供了我们的推力。这相当于每千克燃料的能量是最佳聚变方案的50倍。低燃料重量意味着我们的最大速度只受我们能制造多少反物质的限制。这意味着去Alpha Cen需要9年时间。甚至有可能推动0.8c，因为时间膨胀真的开始了，从宇航员的角度来看，旅行时间降到了3.3年。

但是如果我们根本不需要携带任何推进剂呢？用光做成的风来航行到星星上，光是帆吗？我说的是一公里宽的蓝宝石涂层船帆，它骑着一束巨大的空间激光，发射出相当于100座核电站的能量。大多数星际对于光帆的想法都是关于无人驾驶的探测器。10%的光速是相当合理的现代材料，如碳网帆驱动微波束运行在一个单一的核电站。如果我们想带上真正的人类，我们需要一艘更大的船，这意味着一个合适的可见光激光器和一个更大的帆，上面覆盖着先进的、反光的和耐热的材料，比如蓝宝石。

这种激光将不得不非常大，可能建立在月球上，由巨大的氦3反应堆提供能量，或者由巨大的太阳能电池板提供能量绕太阳运行。这东西有多快？因为我们不携带任何燃料，所以最大速度只受激光功率和变形以及帆的尺寸的限制。光束的有效范围越长，我们能达到的速度就越高。10%光速或更高应可行。这些技术问题需要考虑到等待计算中。光帆的可伸缩性意味着速度甚至可能超过0.1c。

最后一个最棒的选择，黑洞之旅。这是一个由人造黑洞驱动的引擎，是亚光速旅行最快的选择之一。这是一个黑洞，不是质量造成的，而是由光造成的。足够的能量密度的激光聚焦在足够小的区域，会使时空结构弯曲到足以产生一个奇点，即德国的“球闪电”Kugelblitz。一个大小合适的黑洞像疯子一样发出史蒂芬霍金辐射。黑洞越小，辐射越大，这种辐射可以驱动我们的星际飞船。最大的亮点是一个约6000亿公斤重的黑洞，或者两座帝国大厦，大概只有一个质子那么大。

这样一个黑洞将辐射近160 petawatts，大约相当于世界电力消耗的10000倍。它将在3年内蒸发。再小一点，蒸发得太快了。它越大，辐射就越弱，质量就越大，不可能使飞船和黑洞加速。假设我们能够捕捉到大部分的辐射，那么这一能量会在20天内将我们加速到0.1c，并且可能是黑洞寿命中光速的很大一部分。毫无疑问，它最终会比其他选择更快。显然，它也是所有亚光速引擎中最酷的。唯一的缺点是制造黑洞的激光需要比他们制造的黑洞更强大。这是一种可能的但又非常遥远的技术。

有很多方法可以到达星星。最快的是什么？如果我们必须在尽可能短的时间内殖民，那就是核武器，就像猎户座计划。我们只需要把世界核武库增加200倍，除非这是一个灭绝的问题，否则我们不应该这样做。尽管如此，在一个非常乐观的估计中，我们可以在2120年左右的时间里开始工作。现在聚变引擎更具可持续性，即使这项技术至少还有50年的历史。

纯反物质和Kugelblitz驱动，他们是遥远未来的星际飞船。

本文选自：今日头条

presario1500

太业余了,要满足星际飞行的条件非常苛刻,你文中所提到的所有动力源都无法实现更无可能, 仰望星空但是不要望了脚下:鱼在水中游,鸟如何在空中飞？，自然是人类最好的老师,找到宇宙的本源 答案将变的简单

xujiahui

超过光速的太空旅行这么麻烦？不是所有人揪着自己的头发就可以了吗

yujuan

没用的！地球人类过不了自己这关！只会最终自我毁灭！