未来的宇宙飞船(随着科学技术的发展,未来是先有接近光速的宇宙飞船,还是先有类似空间跳跃的宇宙飞船为什么
发布时间: 2023-07-08

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随着科学技术的发展,未来是先有接近光速的宇宙飞船,还是先有类似空间跳跃的宇宙飞船为什么

科学爱好者报到。

肯定是先造出亚光速飞船。关于太空探索载具,现在我真的不敢盲目乐观。人类的想象力太丰富了,与之相比,我们的科技水平根本跟不上。

要我说,宇航载具的驱动方式得经历一个“漫长的进化”过程,少说也得两百年。既化学火箭+电火箭阶段→工质核聚变+太阳帆阶段→无工质聚变+反物质阶段,最后才能到达曲率驱动、折叠空间、时空跳跃、为所欲为阶段。

现在的我们尚处于第一阶段,依旧得靠巨大的化学火箭把小小的载荷发射进太空。第二阶段的曙光已经出现。裂变引擎现在就能实现,但性价比太低,没必要搞。聚变方面,中国的可控核聚变装置已经能够稳定运行一百多秒了。
如果把一个超大功率托卡马克聚变装置发射到太空,对接到飞船艉部,用它运行的巨大能量让放在喷口内的锂之类金属气化,就能产生高速射流驱动飞船了。当然,这些部件还是得老老实实用化学火箭发射上去。(至于太阳帆,它只能向远离太阳的方向飞,加速太慢,还是驱动探测器用吧。)采用这种有工质的聚变推进,飞船飞行速度将远超化学火箭,而且不用再被迫借助行星引力加速了,所以航线可以非常自由。它的缺点就是速度不够理想(因为喷出的物质速度低),而且依然得携带大量用于产生蒸发射流的金属物质。

我们得等到第三阶段,既无工质聚变驱动(光压驱动)阶段才能让宇航速度有一个明显的提升。这种方法不用金属蒸发产生的射流,直接用聚变生成的巨量光作为动力。太阳的光压可以把慧星“吹”出上亿公里的巨大慧尾,反应堆产生的光压聚集一处,就能驱动宇宙飞船飞行。这种飞船无需携带工质,重量更轻,载重更大,空间更充裕。到这时,人类的宇航速度就有望到达0.5光速了。

至于那些气吞宇宙的设想……先设想吧。以人类科技的发展速度,2040至2050年能让核聚变发电投入商业运行就不错了。不必觉得失望,饭要一口口的吃,路要一步步的走,科学这事急也没用。

我是科学爱好者章北海,不列公式,不堆数据,打开脑洞看世界,让科学不再枯燥无聊。欢迎点击头像,浏览更多文章问答。

从科学的角度考虑,人类未来建造出的航天器、大型太空飞船或太空战舰会是什么模样

感谢“SKYWALKER2150”的邀请!

首先申明自己的观点:关于未来人类的航天器,历史上一些伟大科学家或科幻小说家的设想基本代表了未来人类技术的发展方向。

未来人类航天器或者星际战舰所要解决哪些问题?答:第一、动力;第二;生存保障;第三、防护;第四、武器!

对于人类来说,太空是一个和自己母星完全不同的环境,人类要想长期驻足,需要解决很多的技术难题。因此,在现阶段尽管很难对未来进行设想,但依照人类的的需要,还是能大致的描绘出未来星际战舰的轮廓!

第一、动力。毋庸置疑,未来的航天器首先要解决的是动力问题,在现行物理框架内,最可行的是等离子发动机。因为加减速的需要,飞船的动力单元必然要贯穿整个飞船,头部和尾部都有喷射喷口,中间储存燃料。

和大多数人想象的不同,太阳光帆和曲率驱动并不会成为人类未来飞船的动力选项。太阳光帆的主要缺点是动力不稳定无法保证持续的动力输出,且展开的面积太大,很容易发生意外,并不适合长途星际旅行。而曲率驱动因完全不符合现行的物理定律,所以不予考虑。(详见小编:如果外星人具有近光速飞行器,其燃料应该是什么?)

第二、生存保障。简单来说就是飞船对人类生存条件的保障,尽可能的模拟地球上的生存环境。在太空中和地球最大的不同就在于没有重力,阿瑟·克拉克(科幻三巨头之一)在《2001太空漫游》中曾设想通过将飞船制造成环形(上图),通过不断地旋转制造离心力来模拟重力,他的这个思路在目前为大多数科学家和科幻小说家所接受。

因此基于这个思路,未来人类的飞船在中间生活部位一定会被制作成环形,通过不停的旋转来模拟重力。

第三、防护。一艘星际飞船在太空中飞行,不仅要防护航线上的陨石和小行星,还要防护太空中无处不在的高能粒子冲击,通过强磁场制造保护罩对飞船进行360度防护就成为一个必须解决的问题。因此,基于这种需要,在飞船的头部、中间及尾部一定会布置大量的磁场生成设备。

第四、武器。客观来说,武器其实是人类未来飞船中最不重要的设备,因为人类到目前为止并没有发现外星人,因此武器在大多数情况下都是和防护装置配合使用,用以摧毁航线上的小行星或者陨石。即便是考虑到人类未来战争的需要,武器也多以新概念为主,进行超远距离攻击,因此在未来飞船设计中,武器并不是一个需要严格设计的单元。

未来人类航天器或者星际战舰究竟什么样?

由于技术的原因,在《2001太空漫游》中并没有完全实现阿瑟·克拉克的设想。半个世纪后《星际穿越》中飞船的设计方案(上图),基本代表了未来星际飞船的设计要素。这艘概念飞船,除了缺乏前向减速喷口和明确的强磁场设备外,其他设计均比较合理,基本符合人类未来大型航天器的设计特点。

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未来真的可以制造出光速飞船吗

一、根据爱因斯坦的相对论理论,宇宙中的任何物质的运动速度都不可能超过光速,依据E=MC2质能方程,当物体的质量接近光速时,给物体增加能量转换成了物体的质量。如果相对论在宏观宇宙中是一个完备的物理理论的话,那么是不可能制造出光速飞船。

二、人造飞船是由基本粒子组成,如果要飞船速度超过光速的话,那么飞船的组成粒子也要超光速运动,在目前人类建造的最大的LHC(大型粒子对撞机)中,也只能把基本粒子流加速到接近光速,而超越不了光速,加速的实验结果符合相对论的计算结果。

三、科幻小说中的曲率驱动、空间折叠等都是作者的幻想而已,所为的幻想就是只用考虑功能实现,而忽略实现功能所需要的代价。就好比说假设相聚甚远的两个黑洞能扭曲空间形成虫洞,但幻想就能宇宙飞船穿越虫洞,而忽略宇宙飞船接近虫洞而被黑洞分解的可能。

四、虽然科学理论随着人类的发展会有不断的发展,但科学理论的发展不是推到重来,而是不断的完善补充,新的理论实在旧的理论上生根发芽。就想相对论的出现,并不影响牛顿力学在普通速度下的物理计算。

综上所述,光速飞船在未来是不可能造出来的。

如果飞船速度足够快,能走向未来或看到未来吗

根据爱因斯坦狭义相对论理论:

如果有人想要到未来去旅行,那么他所需要的就是一艘能够以接近光速,高速飞行的飞船。想要实现这种技术,难点就是如何将飞船加速到接近光速,但是现在的化学燃料还远远达不到这个要求

具体可以看看我在西瓜上的视频,有一期是关于未来我们是否可以时间旅行。

期望回答对你有所帮助~

按地球现在的发展水平,多久会有宇宙飞船

科学疑

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