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人类会被困死在太阳系中吗?

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online_member 发表于 2022-12-16 13:11:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
人类会被困死在太阳系中吗?
online_member 发表于 2022-12-16 13:11:58 | 显示全部楼层
有点难说。
因为火星是全宇宙人类最容易到达的行星,而就这,人类对火星的探索也还门都没摸清。
咱们不妨从这个角度重新认识一下太阳系八大行星。
好大的太阳系
第一颗,水星。
1973 年发射的美国「水手 10 号」,飞掠水星,相当于路过,拍下了人类第一张近距离的水星照片。2004 年发射的美国「信使号」,是唯一绕着水星转圈的环绕探测器。2018 年发射的欧洲和日本合作的贝皮科伦布号探测器,预计 2025 年到达水星,目前还不算数。这仨就是目前为止人类探测水星的全部,一个早已远离,一个已经坠落,最后一个还在路上。

人类会被困死在太阳系中吗?884 / 作者:朱婆婆老 / 帖子ID:96453
第二颗,金星。
这是苏联表演的舞台,从 60 年代开始连续向金星发射了多个 Venera 系列探测器。1966 年的 3 号尝试登陆金星,最终坠毁,成为人类第一个落到另一个行星的航天器。1967 年的 4 号在金星大气层里工作了 93 分钟,还没落地就失联了,只传回部分数据。1970 年的 7 号降落金星表面,但受损严重,仅微弱工作了 23 分钟,传回了温度气压等数据,成为第一个传回金星内部数据的探测器。1975 年的 9 号登陆后工作了 53 分钟,是第一个从金星传回黑白照片和科学数据的探测器。1982 年的 13 号登陆后工作了 127 分钟,传回了第一张金星地表的彩色照片。苏联一直干到了 16 号,就像自杀式冲锋似的,为人类获取了大量金星资料。

人类会被困死在太阳系中吗?162 / 作者:朱婆婆老 / 帖子ID:96453
相比来说,美国要逊色的多,水手 2 号、5 号、10 号只是飞掠金星,在几千公里外一闪而过,只有 1978 年发射的两个先锋金星号才算得上正宗的金星探测器,其中一台还释放了着陆器在金星表面工作了 68 分钟。
进入 80 年代末期,美苏争霸结局已定,金星探测开始回归科研属性。1989 年美国发射的「麦哲伦号」探测器,对金星进行了详细探测,于 1994 年到期坠毁,成果丰硕,被誉为最成功的金星探测器。2005 年欧洲发射了首个金星探测器「金星快车」,于 2015 年 1 月寿终正寝,同样收获满满。
2010 年日本发射了首个金星探测器「拂晓号」,也是亚洲首个金星探测器,虽然一路故障,几经折腾,延迟五年后终于还是进入了金星轨道,成为目前唯一在轨的金星探测器。
不算美苏争霸的面子工程,金星探测器主要就这仨。不过有好消息,2021 年 6 月美国宣布在 2028 年-2030 年发射两颗金星探测器,欧洲不甘人后,没隔几天也宣布 2030 年后发射金星探测器。此外,人类就没有更多的金星探测计划了。
最后说个小知识,金星是天空中最亮的星星,经常出现在月亮旁边,肉眼就能找到。

人类会被困死在太阳系中吗?253 / 作者:朱婆婆老 / 帖子ID:96453
第五颗,木星。
可能因为对金星用力过猛,导致冷落了木星。不算 70 年代飞掠木星的几颗美国深空探测器,人类第一个真正的木星探测器是 1989 年美国的「伽利略号」。2003 年伽利略号到期坠毁,然后直到 2016 年,美国朱诺号探测器进入木星轨道开始接班,成为人类第二个木星探测器,目前计划延期服役至 2025 年 9 月,是当前唯一的木星探测器。
不过未来木星会比金星热闹。先是欧洲的木星冰月探测器,计划 2022 年 6 月发射,接着是美国欧罗巴快帆号木卫二探测器,计划 2025 年前发射,再后面是中国 2030 年木星探测计划,都是十年内的事。朱诺号拍摄了大量壮观的木星照片,有兴趣的同学可以上网找找。

人类会被困死在太阳系中吗?81 / 作者:朱婆婆老 / 帖子ID:96453
第六颗,土星。
土星比木星还要冷清,不算一掠而过的探测器,真正的土星轨道探测器只有 1997 年美欧 17 国合作的卡西尼号,堪称人类最豪华的地外行星探测项目。卡西尼号前后二十年提供了详尽的土星资料,最终于 2017 年耗尽燃料,坠入土星,结束了辉煌的一生。
另外,木星土星是气态行星,登陆就别想了,不如欣赏一下本人用手机加镜头改装的土装备拍摄的土星照片吧。

人类会被困死在太阳系中吗?609 / 作者:朱婆婆老 / 帖子ID:96453
第七、八颗,天王星、海王星。
大名鼎鼎的旅行者 2 号,1977 年发射后就一路往太阳系外面跑,沿途经过了木星、土星、天王星、海王星,随后奔向太阳系边缘。非常惭愧,旅行者 2 号是人类唯一到访过天王星和海王星的探测器,这匆匆一瞥还是三十年多前的事情。

人类会被困死在太阳系中吗?138 / 作者:朱婆婆老 / 帖子ID:96453
第九颗,不是冥王星。
冥王星虽然已经不是行星了,但旅行者 2 号还是去看了一眼。此外,2006 年美国发射的「新地平线号」探测器,以人类有史以来创造的最快速度冲向太阳系边缘,2015 年飞掠冥王星,首次捕捉到了大量冥王星的细节,拍下了迄今为止最为清晰的冥王星照片。

人类会被困死在太阳系中吗?621 / 作者:朱婆婆老 / 帖子ID:96453
以前认为过了冥王星就算出太阳系了,但现在的太阳系和曾经小学课本上的太阳系大不一样。冥王星待的地界叫「柯伊伯带」,那地方发现了大量的小行星,居然还找到一颗质量比冥王星多 27% 的小行星,于是冥王星就被九大行星开除了,成了一颗矮行星。
人类对这里的世界所知甚少,柯伊伯带到底有多少小行星还是个未知数。有意思的是,2016 年科学家发现那里有 6 颗天体运行轨道异常,它们拥有相同的倾角,且朝向太阳的角度相近,这种情况自然形成的几率只有 0.007%,99.993% 的可能是受到附近一颗大质量行星的影响。经过计算,这颗未知行星有地球质量的 10 倍,公转周期 1~2 万年,极有可能是太阳系的第九大行星。
但因为离太阳太远,几乎没有反光,在一片漆黑而宽广的柯伊伯带,找到这颗 10 倍地球质量的行星,比大海捞针还难,就目前的技术水平看,是没啥指望的。虽然太阳光照不到这里,但太阳引力仍能支配这里,所以柯伊伯带依然属于太阳系,因此太阳系应该长这样才对:

人类会被困死在太阳系中吗?850 / 作者:朱婆婆老 / 帖子ID:96453
这还没完,你可能还听说过柯伊伯带外面还有一个「奥尔特云」,面积大的吓人,得用光年做单位,居然也归太阳系管!
扯远了。
总之,太阳系大的离谱,疑似有九大行星,但去老九那串门,想都不敢想。老八、老七的地盘,也只有中美敢吹个牛,说二十年内去看看。老六、老五热闹些,至少排上时间表了。老二、老大脾气太倔,如今门前冷落,偶有访客。老三在你脚底下。只有老四,集万千宠爱于一身。
顺道嘲讽一下那些吊打外星人的电影:就这情况,外星人若有能力来到地球,人类还打啥打?另外,既然人家都跨越星系了,还占领地球图啥?地球上这点石油够他们飞一趟的油费吗?
独得恩宠的火星
我们把前面提到的探测器分三类:第一类是在太阳系里乱跑乱窜的,居无定所,比如小行星探测器。这哥们儿顺路也能探测行星,但毕竟是兼职,停留时间短,干活少,不在讨论范围之列。第二类是围绕行星转圈的,相对固定,一般叫环绕探测器、轨道探测器等等。想深入研究行星,就得靠这个,天天干活。第三类是直接把家伙式儿送到行星表面,贴身干活。为了方便称呼,咱们粗暴地把不能移动的叫着陆器,比如在火星打洞的美国「洞察号」,把能移动的叫巡视器或火星车,比如好奇号、毅力号、祝融号。
从实施难度来讲,巡视器>着陆器>环绕探测器。我们来统计以下:水、金、木、土、天、海六大行星,再加冥王星,仍在运行的只有 2 个环绕探测器。而火星呢?不好意思,仍在运行的有 8 个环绕探测器、3 辆火星车、1 台着陆器。你说,地球人是不是太偏心了?
从六十年代至今,人类一共发射了 49 次火星探测器(包括失败的),其中 41 次是美苏的杰作,虽然苏联的 18 个全部失败了。
美苏之外的 8 次发射分别是:
俄罗斯:1996 年发了一个,掉回地球,没成。2011 年又发了一个,顺带捎上了中国首个火星探测器「萤火一号」,掉回地球,没成。
日本:1998 年发了一个,直接打飞,没了。
欧洲:2003 年用俄罗斯火箭发了一个,成一半,丢一半,成的那半运行至今。2016 年再用俄罗斯火箭发了一个,再成一半,再丢一半,成的那半运行至今。
印度:这位哥可得好好说道说道。2013 年印度成为亚洲第一个成功发射火星探测器的国家,对印度而言确实是很大的突破,至少超过了外界预期,西方媒体纷纷捧场,甚至被《时代周刊》评为年度最佳发明。一时间,印度航天事业大有吊打中国的势头。
实际上,印度火星探测器的科学载荷只有 15 公斤,就这点设备,你就不能指望干出什么大事,属于典型的网红景点打卡,抢个头彩。对比中国天问一号,光是一台高分辨率相机就有 43 公斤。可即便火星打卡,美国人也是出了大力气帮忙的,印度探测器的深空测控全是 NASA 做的,相当于印度造了车,美国帮忙开到了火星,而后者才是火星探测的主要门槛。
航天虽然是高科技,但在美欧玩熟的领域,只要你舍得出钱,沾点光还是没问题的,印度就是凭这个屡次抢在中国前头,不亦乐乎。印度不但摘下了亚洲第一个探测火星的帽子,探月也撵着中国脚步追,为了拿下一箭多星世界记录,一箭 104 星,就好像向太空撒了一筐土豆,还打算赶在中国前头于 2020 年发射太阳探测器,后来据说是因为疫情导致外国专家进不来,黄了。
你们这么说印度实在太过分了,得反驳几句:「承认印度领先有这么难吗,如果自身没有实力,你以为有钱就可以为所欲为吗!」
阿联酋:2020 年也成功发了一个火星探测器,大小和印度差不多,探测器从设计到制造均在美国且由美国人包办,发射在日本,用的日本火箭,阿联酋参与了研制过程以及后期的形象大使工作。可见,有钱真的可以为所欲为。
中国:2020 年「天问一号」绕火星成功,携带的「祝融号」火星车登陆火星成功。
看得出来,在「绕火星」这事儿上,中美欧是靠谱的。不过在「登火星」这事儿上,欧洲人就只有一半靠谱了。
2003 年丢的那一半就是一台着陆器,猎兔犬二号,降落时砸懵了,四个太阳能电池板没有完全打开,导致天线无法展开,失联。2016 年丢的那一半也是一台着陆器,下降速度过快,直接坠毁,炸了。欧洲人民不信邪,决定 2018 年再发一个,后来推迟到 2020 年,再后来推迟到 2022 年……原因是降落伞不给力,担心又把着陆器砸坏了。没办法,最后还是求助美国老大哥吧,美国 Airborne Systems 公司接下了这个活,终于,2022 登火星可以放心了。
目前为止,人类成功把 10 个探测器送到火星地表,其中 9 个是美国的,包含 4 台不会移动的着陆器和 5 台可移动火星车,还有 1 个是中国的。这里说的着陆器不包括送火星车下去的着陆器,而是指单独送到火星干活的着陆器。
新人报道
七大行星罗列得差不多了,最后按国别重新捋一捋,感受一下中国在行星探测领域的地位。
    美国:咱就不比了,妥妥老大哥。欧洲:2 个火星环绕探测器,仍在轨,2 台火星着陆器,均失败;1 个欧日合作水星探测器,在路上;1 个金星快车,已退役;1 个美欧合作土星探测器,已退役。日本:1 个欧日合作水星探测器,在路上;1 个金星探测器,仍在轨。中国:1 个火星环绕探测器,1 辆火星车。印度、阿联酋:到此一游。俄罗斯:计划中。
这么按数量粗粗一算的话,美国第一梯队,欧洲第二梯队,中日第三梯队,其他人就不用排队了。注意,这说的是行星探测,不包括其他空间探测、月球探测和地球卫星。
听到还在「第三梯队」,都没能把欧洲摁下,很多人心里要犯嘀咕了。没事,咱有办法混到第一梯队:按体重算。
连本带利还历史债
体重对航天器而言,就像一个国家的 GDP,体量在很大程度上决定了很多事情。在火星这事儿上,谁是胖子,谁是瘦子?
欧洲,两台。2003 年的「火星快车」,总重 1120 公斤,开荒之旅,功能比较齐全,带了 7 台设备,合计 113 公斤,外加一台失联的着陆器 60 公斤。2016 年的「微量气体轨道器」,总重 4332 公斤,着重分析火星大气的甲烷和微量气体,功能非常专一,设备合计 113.8 公斤,外加一台爆炸的着陆器 577 公斤。
美国,实在有点多。先说在火星落地的:2011 年发射的火星科学实验室飞船和 2020 年发射的毅力号飞船,总重都在 4 吨左右,这俩就是单纯送货的,分别把 899 公斤的好奇号和 1025 公斤的毅力号送到了火星地面,尤其是毅力号,降落姿态极为潇洒。再就是绕火星转圈的:2014 年的 MAVEN,2.5 吨;2005 年的 MRO,2180 公斤;2001 年的 Odyssey,725 公斤。这仨虽然不重,但目前都还在运行。
下面轮到中国新人登场了。
天问一号,总重 5 吨,其中着陆器 1.3 吨,包含火星车 240 公斤。这份量,算是连本带利把历史债一次性还清了。同样是开荒之旅,天问一号任务比较全面,带了 13 台设备,天上 7 台,地上 6 台,研究火星的地形地貌、土壤特征、地质构造、磁场情况、大气环境等。这 13 台设备的参数都是公开的,不满足于单纯比体重的同学,可以和欧美挨个比设备,不过这活有点累,我就不代劳了。
总的来说,个别技术世界领先是没问题的,但全面吊打美国是不现实的。
超欧赶美
很多人称赞天问一号首次实现了「绕-落-巡」三大目标,这个说法对外行来说实在不容易理解到底有多厉害。咱换个简单点的:天问一号是人类有史以来最大的火星探测器,这样听着是不是更威风?
欧洲原计划是「绕-落」,探测器飞到火星后,一部分继续留轨道上绕圈,一部分扔火星上,而扔下去的着陆器不能移动,所以没有「巡」。美国人是「落-巡」,飞船是专程送火星车的,到火星就一头扎下去了,所以没有「绕」。
从这个角度讲,天问一号怎么算都是「超欧」了,但「赶美」仍然不容易。中国是把火星车和环绕器一块送,所以总体块头大。美国是把火星车和环绕器分开送,块头虽然小点,其实单论环绕器并没有比天问一号小,火星车更是中国的四倍,领先程度自是不用说。
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online_member 发表于 2022-12-16 13:12:57 | 显示全部楼层
我个人的观点是,能让人类飞出太阳系并进行系外探索甚至是定居的科技目前还不存在,但是科技是不断进步的,未来谁都不好预测。
目前来说飞出太阳系进行系外探索主要有以下几个主要问题:

为什么去?
人类历史上从来都不乏探险家,从发现新大陆,到第一个登月,从发射探测去去深空,科技的进步与人类对未知的好奇心推动人类探险的脚步一步步向前,但即使是如此,对于人类自身来说,目前也只有数百人真正进入太空,数十人真正的登陆过外行星,而且登月还是建立在一个很特殊的历史背景下。所以光有野心是不够的,人类都希望稳定的,普通民众更在乎自己的工作生活稳定,当局者在意政局的稳定,在一切稳定的前提下才会做出一些尝试,而且尝试的程度是和当前时代背景下国家的政治经济水平相关联的,可以看看NASA每年的预算相比军费的比例。所以除非有足够合适的理由或者人类的经济水平有了大幅度的提高,才可能进行更大规模的尝试。而且伴随好奇的还有对未知的恐惧,这一切都需要时间。还有一种可能是要发生一种毁灭文明的灾难 ,使我们不得不抛弃当前熟悉的环境从地球撤离,即使是那样,带上全人类走也是不现实的,但是至少人类能保存希望的火种。

去哪里?
目前人类探索系外行星主要是Kepler Mission,开普勒望远镜围绕太阳轨道旋转24小时不停地扫描那些系外行星,观测行星的密度、大小、半长轴、推测行星的构成以及该系统内行星的数量,目前已经记录的行星有10w之多,但是光我们的星系有上千亿恒星之多,每颗行星都可能有伴随的行星,相比起来仍然很少,所以这是个长期任务。

要找到适宜的行星,最直接的就是距离母星的距离,不能太近,那样液态水会蒸发掉,太阳辐射太强烈,无法生存。不能太远,那样会太冷,同样无法生存,这个不远不近的距离,被天文学家成为Goldilocks Zone(宜居带)

人类会被困死在太阳系中吗?950 / 作者:一夜雨十年灯潞 / 帖子ID:96453

A diagram depicting the Habitable Zone (HZ) boundaries

宜居带最直观的感受就是金星,水星和火星,相对于地球的轨道而言,金星与太阳的距离近了30%,而火星远了50%,也就是说从接受阳光的角度来讲,要么太多了要么太少了。从而让这两个行星都不适合宜居,而正好处在宜居带上的地球孕育出了生命。目前观测行星,特别是遥远行星轨道手段还比较有限,一般通过观测行星经过母星的时候产生的小型“日食”来推测行星的质量以及距离母星的距离,天文学家根据推测表面情况,以及行星构成,从而判断行星是否宜居。

目前开普勒观测到的行星不乏可能为宜居行星的目标,比如著名的开普勒-452b,于2015年7月24日发布,1.6倍地球直径,可能有液态水和大气,现在不能说Kepler-452b究竟是不是“另外一个地球”,只能说它是“迄今最接近另外一个地球”的系外行星。如果要发起Exoplanet探索,他是一个很重要也是很有希望的目标。
那么,我们什么时候向这些行星进发呢?实际情况是,Kepler-452b距离地球1400光年,换言之 人类会被困死在太阳系中吗?664 / 作者:一夜雨十年灯潞 / 帖子ID:96453 公里,在这个距离可不是一句我们的征途是星辰大海然后扬帆起航就可以的,所以就牵扯到下一个问题。

怎么去
目前人类的太空飞行主要依赖航天飞行器(probe),在可预见的未来也会是这个,而对于人类来说,最关键的是速度,系外的行星对于我们来说太远了,人类的生存时间很有限,所以必须更快的过去,那这就牵扯到一个很重要的问题:Propulsion technology(推进器技术),目前人类所使用过的技术都无法在一个合理的时间内到达系外行星,未使用过的技术谁都没有把握,主要有以下几个技术
Chemical fuel (化学燃料)
这个方案是不现实的,你绝对不可能用化学燃料进行深空探索,就像猫追自己的尾巴跑一样,随着速度越来越大,需要的燃料越来越多, @太空精酿 的答案中有对逃逸速度的解释,当你速度低于太阳系的逃逸速度时,引力就会把你拽回来,会让你越来越慢,所以燃料的储存是一个无底洞,而且携带人类之后,飞船本身的重量会大大增加,因为要携带一系列的life support equipment(生命维持装置),比如食物,由于行程很长,靠储存的食物维持不现实,你需要在飞船内建立一个自己的生物圈,通过模拟光合作用和气候来建立一个“素食农场”,这些都是额外的质量,而越大的质量会让推动飞船需要更大的动力,所以化学燃料不是很靠谱。

plasma(电浆\等离子体)
类似化学燃料一样,plasma是用电力使飞船能更快排出废气,从而达到高速,但同时涉及到燃料储存的问题。

Solar sails(太阳帆)
这个是一个很热门的项目,包括NASA负责研究推进科技的JPL(Jet Propulsion Laboratory)也做过

人类会被困死在太阳系中吗?534 / 作者:一夜雨十年灯潞 / 帖子ID:96453

JPL Solar sails

太阳帆的原理是:光其实是由一种很小的能量粒子“光子”组成,大家小时候应该都做过用放大镜聚光产生燃烧的实验,太阳帆也是一样的原理,你晴天的时候出去可能感受不到,但是其实落在你身上的光子在推动你,太阳帆其实类似风吹帆船的帆从而推动帆船前进的,光子产生的动能转化成推进力。如果将太阳帆做的足够大,足够轻,就能达到很高的速度。但是太阳帆的问题同样很明显,在离太阳越来越远之后,所能接受的光子越来越有限,想保持原来的速度很难,就跟在沙漠中开车一样,在油越来越少的时候,同时有很长一段旅程没有加油站,只能被迫放慢车速。

剩下2种未经严格实践的方式,现在还不敢说很有把握。
anti-matter(反物质)
这是近几十年,很多推进工程师最期待的材料。反物质是物质的同卵双胞胎,有着相同的质量,但是有着相反的电荷或者自旋,有趣的是,正反物质互相接触之后,会相互湮灭,100%的转化效率转化成能量,根据爱因斯坦 人类会被困死在太阳系中吗?562 / 作者:一夜雨十年灯潞 / 帖子ID:96453  这是巨大的能量,核武器的效率仅为15%,化学炸弹则更低,所以很少量的反物质能产生惊人的能量。但是反物质一反面制造成本非常非常高,另一方面我们还未掌握将反物质长时间储存的技术,更别说利用他当做推进材料,所以这种材料的使用还需要时间以及科技的进步。

Orion Project(猎户座计划)
这个是一个可行的且没有什么明显缺陷的设计,在1940的曼哈顿计划时,有一个参与计划的科学家叫史蒂夫乌拉姆提出了一个计划:用原子弹作为飞行器推进燃料,通过在飞船后方引爆核弹,产生推进力推进飞船飞行,如果持续引爆,可以达到一个很高比率的光速。1960年,弗里曼戴森和泰德泰勒根据这个理论用传统炸药制作了一个可行的模型,叫做砰砰计划,用传统炸药将载具送进大气层,证明了该理论的可行性。但是在冷战结束后美国总统签署了禁止核子试验的条约,禁止向大气层投射核弹和进行核试验,项目也就没有继续研究下去,理论上如果出现必须要离开的情况的话,我们可以继续该项目的研究,但目前为止,这个方法尚和反物质一样属于理论阶段。

但即使是上面两种科技,在相对于人类寿命的尺度来看,依然是无法接受的,而且太空远比我们想象的危险,旅途中可能遇到各种小行星的撞击,以及致命的宇宙射线,这都是生命不能承受之重,所以我们暂时还无法给出一种合适的星际旅行的方案。

至于曲率飞行这种东西,只能说过于理论化,目前的科技距离这类科技还相差太远,但是科技是不断进步的,也许未来可能实现,但是目前还是看不到任何希望。

所以我们面临一系列的问题,这些问题都不是能轻易解决的,太空是人类最终的边疆,他激励了一代代的科学家为之付出青春,从而让人类在太空的探索中不断进步,虽然未来谁都无法预料,但是我们应该有的心态始终应该是心怀敬畏的同时心怀希望。人类的文明特别是现代科技的历史还很短,未来还是充满希望的。
online_member 发表于 2022-12-16 13:13:34 | 显示全部楼层
如果人类已经能够在太阳系完成行星际殖民,那么人类就必然不会被困死在太阳系。
因为摆脱地球引力,飞向太阳系其他行星,并能够在上面长时间生存,是最重要的零的突破。当人类具有行星际飞行能力后,恒星际飞行在技术难度上并不是无法跨越的,它可能是从1到100的难度升级,但从0到1是最重要的一步。

当人类能够在太阳系内建造殖民地时,意味着月球、火星、土星和木星的卫星系统、小行星带等区域,都广泛分布着具有长久自持力的人类居住地,而且各居住地之间还会有定期航线进行人员和物资交流。这种技术能力意味着人类可以一次性地将数千吨甚至数万吨有效载荷,在一个有意义的时间内,从一个行星运送到另一个行星。
我们假设一下,如果我们可以在6个月内,用一艘可装载1500人及配套物资的宇宙飞船,完成从地球到火星的单程飞行,这意味着人类技术已经从量变到质变,最起码在以下技术层面完成了关键升级——
可以高效、低价、成规模地从地面运送物资到近地轨道;在近地轨道有长期运行、具备相当规模的空间站;可以大规模、低价制造全新材料;人类长期在太空生存的人体医学有突破;具备大规模商业化制造行星际飞船引擎的能力;有大批具备相当素质的人口愿意半永久性、甚至永久性地脱离地球生活;具备长时间自持力的人类居住地意味着对自循环生态系统有了突破……
具备这些技术后,人类离开太阳系开始进行恒星际探险,只是时间早晚的问题。就像当年驾驶帆船环球旅行的探险家,虽然我们现在已经可以乘坐超音速飞机在数小时内完成环球旅行,但在技术本质上我们和他们并无区别,只不过是乘坐了速度更快的人造交通工具而已。这些交通工具仍然遵循着同样的物理学,并不是飞毯或者时空门那样的高科技魔法。

用亚光速的世代飞船完成几光年以内的恒星际旅行仍然是可行的。虽然效率很低,危险很多,但在技术上是可行的。
如果未来一直无法发明有效的人体冬眠技术,那么仍然有很多可能的替代方案。
比如「只送大脑」,如果未来可以解决人脑移植技术,那么少数世代值班船员+机器人的飞船,运送妥善保存的成批大脑,然后抵达目的地后再将人脑移植回自身克隆体,也能够在有意义的时间内完成恒星际旅行。
只要有那条船,哪怕是独木舟,就永远会有人向着海平面之外前进。
online_member 发表于 2022-12-16 13:14:25 | 显示全部楼层
旅行者一号4万年后会经过一颗恒星AC+79 3888(Gliese445),离该恒星最近1.7光年。届时这颗恒星离地球大约3光年左右。旅行者二号29万年之后经过天狼星附近。不管怎么样,旅行者一二号不会停留在太阳系,它们的最终未来可能继续在银河系旅行,直到被某颗恒星俘获!
NASA 官网对旅行者号未来描述如下:
https://voyager.jpl.nasa.gov/mission/interstellar.html

Eventually, the Voyagers will pass other stars. In about 40,000 years, Voyager 1 will drift within 1.6 light-years (9.3 trillion miles) of AC+79 3888, a star in the constellation of Camelopardalis which is heading toward the constellation Ophiuchus.  In about 40,000 years, Voyager 2 will pass 1.7 light-years (9.7 trillion miles) from the star Ross 248 and in about 296,000 years, it will pass 4.3 light-years (25 trillion miles) from Sirius, the brightest star in the sky . The Voyagers are destined—perhaps eternally—to wander the Milky Way.

7万年之前,有一颗恒星名叫Scholz's star曾经离我们不到一光年,136万年之后,另一颗名叫Gliese 710 的恒星甚至有1/10000的可能离我们不到1000天文单位,换句话说,旅行者号四百年就能飞到。
[1003.2160] Searching for Stars Closely Encountering with the Solar System。
List of nearest stars and brown dwarfs

记住太阳和其他恒星并不是相对不动的,相当多恒星可能会在未来靠近我们不到一光年,所以,如果人类能像我们的始祖古猿继续在地球挣扎一百万年不灭绝,未来别的恒星也可能跑到很近的地方让人类探索。
随着观测的加深,也许会有更多的候选恒星被发现,可能靠近太阳的不是什么很亮的恒星,而是些非常暗淡的矮星,但是,也许它们可以作为我们探索宇宙的跳板!
以上仅仅是假设未来火箭速度不超过旅行者号的基础上。将一艘2万吨飞船加速到1万公里每秒,所需能量为1E21 焦耳,而太阳功率为3.826E26瓦, 如果人类真能充分利用太阳系能源,又怎么会困死在太阳系里呢?
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