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未來穿越星際的工具是什麼

發布時間: 2023-05-20 07:26:05

⑴ 哪3種技術,在未來或許能讓人類實現星際旅行

人們都知道光速每秒可跑30萬公里的距離,我們的銀河系的直徑約有10萬光年,就是說以光速也需要十萬年才能橫穿銀河系,然而銀河系只不過是茫茫宇宙中微不足道的一個普通星系,如果人類未來想要探索銀河系以外的世界,顯然即便飛行的速度接近光速也是不現實的,不過科學家早在上個世紀就提出了突破速度限制的幾種理論,或許能成為人類未來探索宇宙的方法。

⑵ 未來人類飛往火星的工具是什麼

根據美、俄兩國計劃,人類登上火星之前還有二三十年時間,在這段不算短的時間里,科學家們估計,運載技術還會有突破性的指笑進步,這將非常有利於登陸火星計劃的順利實施。

科學家們說,未來的星際火星航行載人復合體的電源和推進系統的類型及其技術特性,將決定整個登陸火星計劃的費用以及所需復合體的總重量。這里有幾種不同的可能選擇。雖然液體推進火箭發動機在美、俄兩國的空間技術活動中已經得到最充分的試驗。但使用它們會使在地球軌道上的載人復合體具有太大的總質量,可能達2000噸,同時還遺留下嚴重的科學技術問題,包括發射和空間裝配以及要在起始軌道長期儲存低溫燃料。

發展核能推進系統將使得有可能大量減少在起始軌道載人火星飛行復合體的總質量。用核推進系統,復合體重量約1000噸,同時火箭速度會得到極大提高。1992年1月13日開幕的國際太空核能會議上,俄羅斯科學家說,他們研究核動力推進系統火箭已有幾十年歷史,取得了重大進展,可望將人類。未來飛往火星的星際旅行時間縮短一半,在當時已經進行了這種火箭的地面點火試驗。同一天,美國政府也公布了為實現載人宇宙飛船火星探測飛行而研製的基凱核動力太空火箭的一些情況,人類飛往火星所需來回星際旅行時間,在用液態氫的情況下大約需500天,如採用核動力火箭,則可以縮短到300天左右。

發展核電推進系統,在起始軌道,火星復合體總質量只有500噸,因此,發展核電推進系統是最可取的;而且其未來應用能顯著地簡化星際運輸系統的開發,以幫助擴大在空間活動范圍。

太空核電源在人類未來飛向火星的過程中,可能也會扮演重要角色。1987年發射的前蘇聯兩顆專用宇宙號衛星上試驗了一種新型太空核反應堆。這種反應堆採用熱離子技術,以鈾作燃料,重約5~10噸,可產生10千瓦電力。其中一個在軌道上工作了3年半,另一個工作了1年,結束使用後被推入更高的安全軌道。

知識點

火星

火星是太陽系由內往外數的第四顆行星,屬於類地行星,直徑為地球的一半,自轉軸傾角、自轉周期相近,公轉一周則花兩倍時間搏逗喚。在西方稱其為戰神瑪爾斯,中國則稱其為「熒惑」。橘紅色外表是因為地表的赤鐵礦(氧化鐵)。火星基本上是沙漠行星,地表沙丘、礫石遍布,沒有穩定的液態水體。以二氧化碳為主的大氣既稀薄又寒冷,沙塵懸浮其中,每年常有塵暴發生。火星兩極皆有水冰與乾冰組成的極冠,會隨著季節消長。

⑶ 曲速引擎是什麼有了它就可突破光速的極限,人類將開啟星際旅行


盡管人類本體目前到達過唯一地球之外的星體是月球,可這絲毫不妨礙我們對宇宙的嚮往。我們幻想著太陽系之外有著另一個類似的星系,裡面也有像地球一樣孕育生命的星球,甚至上面生活著我們一直想要知道的外星人。我們幻想著人類有一天能實現星際穿越,到達宇宙中想要去的任何地方。

這個幻想不少電影已經替我們實現了,這些年關於太空的電影無一不大爆, 《星際穿越》、《星際迷航》、《星際救援》 等等。然而,電影是電影,現實是現實,真正的情況是,人類目前航行的最遠的旅行者號,還沒有離開太陽系。

當然這不妨礙我們繼續嚮往星級 旅遊 ,電影里頻繁提到「曲速引擎」,也許就是我們實現夢想的最有利工具, 有了它,我們就可以實現願望,突破光速的極限,人類將開啟星際旅行


人類想要實現星際間的穿梭,必須要克服三個最基本的困難。首先是 燃料 ,我們目前的航天器使用的是航天煤油、氫能、太陽能和核能的混合。在地球上發射時利用航天煤油與液態氫燃燒產生巨大的推動力達到第一宇宙速度,將航天器材送入太空。

圍繞地球的衛星在進入自己的軌道後利用萬有引力維持轉動,同時依靠太陽能維持上面的電器設備運行。如果需要離開地球前往太陽系別的星體,就要達到第二宇宙速度逃離地球的引力范圍。

這個過程中僅依靠太陽能是不夠的,航天器會開啟自己的核能系統。理論上,核聚變和裂變是可以無窮無盡循環的,仿褲顫但實際上會有能量的損耗。旅行者號在後期為了節省能源只能選擇關閉自己的幾個系統,由此與地球失聯,可見我們沒有那個技術做到星際供能。


其次就是 推動力 ,我們在地球上可以使用燃料推進,但是進入真空的宇宙,燃料無法燃燒,如何提供巨大推動力呢?這一點可以利用其它星體的引力實現。

2011年美國發射的飛船 朱諾號 利用木星的引力,將速度達到了73.6公里/秒,成為人類有史以來飛行速度最快的航天器材。而太空中比木星大的星體數不勝數,我們可以在飛躍它們的過程中藉助它們的引力。


最後就是 速度 的問題,朱諾號可以每秒飛行70多公里,可這速度放到太空中根本不值得一提。距離我們最近的恆星星系是半人馬座,距離我們4.3光年,即使我們達到光速也要花費四年多,往返下來就要10年左右。

所以對於星際航行來說,達到光速只是基本,超越光速才能實現自由穿越。對於人類來說,我們離光速還有很遠,更不要說超越光速了。

這三個問題中,人類僅僅勉強解決了推動力問題,其餘兩個問題根本沒有解決辦法。


雖然人類沒有辦法超越光速,但以現有的理論可以推測超越後的世界。 光在真空中的速度是3 108m/s,即每秒8億米。

根據愛因斯旦的狹義相對論,光在真空中的速度並不會因為運動系的不同而改變,因此它具有穩定性,成為千變萬化的宇宙中唯一恆定的物質。天文學家將其作為丈量距離的工具,光年成為了宇宙中的距離單位。當然光並不是宇宙最快的速度,比起宇宙膨脹的速度,它還是遜色了。

可這絲毫不影響它作為人類追求速度的參照,成為人類心目中的速度天花板。如果人的速度超過光速會怎樣?


物理學家們就這個問題提出過無數假設,最後達成了一個共識,那就是人類會回到過去穿越時空。穿越者可以回到過去的任意時候,見到 歷史 書上的人物,秦皇漢武唐宗宋祖。生物學家提醒,穿越雖好但是傷身,我們的身體組織未必能承受光速, 如果不是真空環境,超光速運行會與空氣中的各種粒子發生摩擦,純返人類很有可能會在所謂的時空隧道里被撕碎。

所以人們幻想,如果固定坐在宇宙飛船里並且穿著宇航服以超光速飛行,身體就不用害怕高速粒子的摩擦,從而到達宇宙的各個角落。

目前知道宇宙的年齡大約140億年,並且還在不斷膨脹,直徑到達了960億光年,恐怕就算達到了光速也無看到宇宙盡頭。但是天文學家表示,去往宇宙的邊界,也許可以實現。


蟲洞是連接兩個不同時空的隧道,又稱 愛因斯坦-羅森橋 ,最初由奧地利物理學家 路德維希·弗萊姆 提出概念,後被愛因斯坦與羅森假設出來。目前為止,人類並沒有發現實際上的蟲洞,關於它的一切均停留在假設階段。

蟲洞連接兩個遙遠的時空,比如你在1點一刻備敗進入蟲洞,便會在1點一刻離開蟲洞到達另一端。為何會出現這種情況?原來蟲洞相當於一個巨大的旋渦,這個旋渦是由星體旋轉和引力共同組成。

這就好比大海上有個旋渦,人掉進去後便可以迅速被卷到馬里亞納海溝,如果是人自動下沉,那得需要很久才能到達溝底。


物質進入蟲洞後,在這些星體的影響下,速度達到了光速級別,而 蟲洞內部高速的旋轉會使它隧道內的空間扭曲。 天文學家們甚至假設它與黑洞是同時存在的,會吞噬進入其中的物質,因此蟲洞不適合作為星際航行的工具。

不過虛擬的蟲洞給天文學家一個啟示,我們為何不能模擬一個類似於蟲洞的存在?從而讓隧道里的引力不要如此巨大,但同樣能夠串聯起兩個空間。理論上真的可以,那就是需要把物質的速度加快到光速甚至超過它,似乎又回到假設最初的起點,只是這次我們需要一個設備。


曲速引擎是一種速度推進裝置,常出現於科幻作品裡,用於將飛行器的速度提高,從而超過光速。它也是一個很年輕的概念,1994年才由墨西哥天文學家 米蓋爾・阿爾庫比雷 提出。


曲速引擎並不是直接加速物體本身,而是將它四周的空間扭曲,扭曲的空間會產生巨大的磁場, 這個磁場可以讓處在其中的物體速度突破光速的極限 。宇宙中的空間並非我們想像中是平面的,相反它可能具備多個維度,扭曲的時空會形成一個類似於蟲洞的隧道,物體在裡面高速運動。

如果飛船擁有這樣的引擎裝置,相當於在飛行時自己製造類似的「蟲洞」,讓時空與時空之間的形成漩渦橋梁實現星際穿越。

但是曲速引擎不是那麼好建造的,就算真的有,人類也無法隨心所欲,因為宇宙實在太大了。


曲速引擎能夠讓空間扭曲,那麼這個過程需要巨大的能量 ,人類應該如何使用能源為引擎供能,這是一個需要克服的問題。天文學家假設,可以利用黑洞與蟲洞的引力驅動引擎,但人類必須冒一定的風險,靠近黑洞的物體都會被它吞噬,哪怕是光也無法逃逸。如果將飛船開往黑洞,可能還沒來得及利用它的引力,便被引力吸引進去,因此在藉助黑洞和蟲洞的力量時,需要保持好距離。

人類正在模擬人造太陽,利用核聚變研究達到永恆產熱的目的,那麼以此類推,可以用核聚變反應在太空中產生巨大的能量模擬一個星體甚至模擬黑洞與蟲洞。


核聚變與我們常見的能量不同 ,理論上它是無限循環的,只不過現在因為使用效率的問題,達不到百分之百的利用。未來人造太陽成功後,就可以投入實行人造麯速引擎的供能。

可是這裡面存在一個困難,假設我們用曲速引擎將空間扭曲達到光速的100倍,我們的宇宙在不斷膨脹,哪怕以現在的960億光年直徑來計算,星際航行也需要千萬年,人類沒有那麼長的壽命執行這個任務。不過用於普通的星際 旅遊 還是有可能的。


使用曲速引擎以100倍光速飛行,去 火星 要75秒,到達太陽系的邊界 奧爾特星 雲只需72天。如果實現宇宙移民計劃前往最近的恆星系 半人馬座 ,則需要83天的時間。離我們最近的疑似存在生命所需所有條件的 格利澤667cc ,離地球23.5光年,我們以這個速度只需要兩年左右就可以到達。

人類由此能夠開啟星際 旅遊 乃至星際移民,如同大航海時代人們發現新大陸一樣。只是,等待當時殖民者的是土著民,等待人類宇宙殖民者的,可能是遠超過我們文明的外星人,屆時誰殖民誰還說不一定。


如果引擎能夠讓空間扭曲到折疊的狀態,那麼無論多少光年的距離都無法阻礙人類的步伐。

空間折疊是真實存在並且有望實現的,它使空間扭曲到極致發生了折疊 ,就好比兩點之間線段最短,但是將這條線段折疊幾次,兩點的距離進一步變小。空間折疊的前提是需要巨大的引力使它扭曲,此前天文學家們一直認為只有黑洞、蟲洞等物質能夠使空間發生折疊,現在有了曲速引擎也可以實現。


有了空間折疊,我們就可以做到瞬間移動 ,這就好比1點一刻在宇宙中的A點,因為空間折疊B點與A點重合,那麼物體也可以在1點一刻到達B點。人類可以不再顧慮是否需要達到光速百倍甚至千倍才能穿越完整個宇宙,只需要掌握引擎扭曲空間的度,人為製造空間折疊。這比將速度提高到光速的100倍還要高效。

空間折疊技術也是目前人類猜測外星人文明的最高維度 ,如果人類能實現,我們則不必畏懼在星際航行時碰見外星人。


曲速引擎雖然還是科幻影視劇裡面存在的技術,可 歷史 告訴我們,人類的所有的進步都來自最初的幻想。比如我們想要飛,於是在後面發明出了飛機;我們想要去往宇宙看星空,於是在上個世紀50年代末加加林第一次替全體人類眺望星空;我們想去月球上尋找是否有人類,於是阿姆斯特朗將人類的足跡印在了月球的土壤上。我們也許現在沒有達到這個技術,不代表以後的人類無法實現。

但同時,宇宙是龐大的,我們有太多的未知在裡面, 飛速的發展會讓我們無限接近宇宙 ,可宇宙真的如我們想像的那麼安全嗎?面對宇宙,人類還是太過渺小。

⑷ 未來有望實現星際旅行的飛船

經線之夢

星際迷航》(Star Trek)比光速快的驅動力是一個想法,即使是認真的科學家也不想放手。

翹曲驅動設計

環形翹曲驅動裝置可以將橄欖球狀的星際飛船(中心)以比光速更快的有效速度傳輸。這個概念最初是由墨西哥物理學家Miguel Alcubierre提出的。

獵戶座計劃:核脈沖推進

NASA的「獵戶座計劃」始於1958年,它通過引爆飛行器後面的一系列原子彈來推動宇宙飛船,這一概念被稱為核脈沖推進。

代達羅斯點火

1970年代,達達拉斯計劃提出使用核聚變火箭為航天器提供動力。

融合火箭飛往火星

聚變驅動火箭供能的航天器的概念圖。在此圖像中,機組人員將在最前面的房間中。兩側的太陽能電池板將收集能量以啟動產生聚變的過程。

核聚變火箭試驗艙

雷德蒙德大學等離子動力學實驗室的融合驅動火箭試驗室。雹彎綠色真空室被兩個大的高強度鋁磁體包圍。這些磁鐵由儲能電容器通過與其連接的許多電纜供電。圖片於2013年4月10日添加。

反物質引擎

藝術家的反物質引擎概念,它將利用反物質和物質相遇時釋放的巨大能量。

太空太陽帆

Sunjammer項目計劃於2014年啟動,將展示太陽帆提供的「無推進力推進」。

Sunjammer太陽帆原型

L'Garde太陽帆的早期原型是在美國俄亥俄州航空航天局(NASA)格倫研究中心位於俄亥俄州桑達斯基的Plum Brook設施的真空室內進行評估的。該測試文章是公司計劃在2016年飛行的風帆尺寸的四分之一。

真空反物質火箭星際 探索 者系統

變種–真空反物質火箭星際 探索 者系統,是理查德·奧博西(Richard Obousy)提出的一個概念,它將使用巨大的太陽能電池陣列為極強的激光產生能量,當在空曠的空間發射激山旅光時,會產生反物質的粒子,該粒子可以存儲並用作汽油。該過程將在車輛的目的地用於為回程產生燃料。

伊卡洛斯探路者

名為「伊卡洛斯探路者」(Icarus Pathfinder)的潛在航天器將由電磁VASIMR(可變比沖磁極等離子體火箭)發動源唯悶機提供動力,使它的飛行距離是地球到太陽的1000倍。

⑸ 未來的太空(星際)戰爭會用到的武器是什麼(不是游戲)

我覺得最牛的就是像外星人那種技術,一炮把你打到解放前,要知道現在的武器,導彈,激光武器那些都離不開電子,如果能發展空間技術,挖掘真空能,慎灶從而直接一下電子設備權失靈,那麼對方就回到遠古時代改團了

未來星際戰爭用的武器,激光武器應該進得了門檻(畢竟高溫灼燒也是很厲害的)也許可能發展處時空重組技術,直接把一個核導彈利用高維空間作為偽裝(對我們來說是完全隱形的)在回到我們的空間的時候導彈已經爆炸了

還有更猛的是窗口技術核孝橘(不是不可能,要知道僅僅愛因斯坦的四維空間發現,完全改變了這個世界觀念)利用窗口直接把導彈(戰爭機器人傳送到飛船內部,呵呵,那可就玩完了)