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  • 科學(xué)家正在打造光束推進(jìn)飛船

    作者:佚名 來源:網(wǎng)絡(luò) 時(shí)間:2012-10-30 11:30 閱讀:2405 [投稿]
    借助光壓推進(jìn)的太陽帆飛船,其技術(shù)本質(zhì)和使用微波能量束推進(jìn)的方式是相似的。
      本福德目前正在自己的實(shí)驗(yàn)室中對(duì)這種“光束推進(jìn)”技術(shù)方案進(jìn)行基本的測試工作。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示,采用寬闊的圓錐形“船帆”似乎是效果最好的。當(dāng)然這個(gè)船帆以及飛船本身都必須使用質(zhì)量非常輕的材料制作而成,比如納米碳管,石墨烯和鈹?shù)鹊。這些材料必須可以經(jīng)受2000華氏度(約合1093攝氏度)的高溫炙烤,這種高溫是由射來的能量束造成的。這就要求這些材料具有極好的反射性能,能盡量少的吸收這些熱量。
      而用于發(fā)射這束超級(jí)能量束的發(fā)射器將是一個(gè)巨大的天線,耗資將會(huì)十分驚人。根據(jù)本福德的估算,建造一個(gè)可用于發(fā)射一輛卡車般大小載荷的能量束發(fā)射裝置將耗資180萬億美元,并且每執(zhí)行一次任務(wù)還需要額外花費(fèi)5000億美元。但是盡管這些數(shù)額聽上去大得嚇人,但是事實(shí)上,相比建造一艘自行推進(jìn)的恒星際飛船,這樣的花費(fèi)仍然是相對(duì)較便宜的。
      除此之外,由于這一巨型發(fā)射裝置是被安裝在地球上或是近地空間,因此可以對(duì)其相對(duì)方便地進(jìn)行后勤維護(hù)保養(yǎng),因?yàn)楫吘鼓阍谄渌乔蛏峡烧也坏娇梢跃S修的停泊港。并且這一系統(tǒng)很大程度上是可以承受失敗的,因?yàn)槿绻幸粋(gè)探測器壞了,我們只要直接另外在能量束上放置一個(gè)新的來替換就好了。
      本福德表示,這項(xiàng)技術(shù)最先可以被用于在太陽系內(nèi)進(jìn)行測試,比如用于為在火星上執(zhí)行任務(wù)的宇航員們傳輸重要的部件或藥品。當(dāng)被“射出”之后,這些載荷的飛行速度就將可以達(dá)到每小時(shí)100萬英里(約合160萬公里)左右。而當(dāng)載荷抵達(dá)火星時(shí),激光或大氣減速系統(tǒng)將讓其進(jìn)入火星軌道。這樣的物品傳輸時(shí)間將低于兩個(gè)星期。
      根據(jù)本福德的估算,作為一個(gè)先導(dǎo)項(xiàng)目,向距離地球約1光年的奧爾特云發(fā)射探測器,我們將需要建造一臺(tái)24吉瓦(GW)功率,直徑為2英里(約合3200米)的發(fā)射天線,其耗資約為1440億美元。而其可以發(fā)射的載荷重量約為150磅(約合68公斤)其中一半的重量是它翼展半英里(約合805米)長的“船帆”。在發(fā)射后5小時(shí)內(nèi),這顆探測器就將被加速到每小時(shí)14萬英里(約合22.5萬公里)的極高速度。
      一艘真正的恒星際飛船,一艘可以以大約1/10的光速在大約40年內(nèi)飛抵距離我們最近的半人馬座α星的飛船,其重量將大約為數(shù)噸,除非其大量使用超輕質(zhì)的納米技術(shù)材料建造。對(duì)此,前美國宇航局局長丹尼爾·戈?duì)柖?Dan Goldin)表示,該技術(shù)將把恒星際距離縮減至一個(gè)濃湯罐頭那么近。不過,你將需要建造一臺(tái)功率為300太瓦(TW),直徑60英里(約合96.5公里)的巨型發(fā)射天線來推動(dòng)它!其電力消耗量將相當(dāng)于目前全世界每天總耗電量的20倍。這樣一艘探測器必須可以快速加速,以免自己的船帆被蒸發(fā)掉。因此其加速度將達(dá)50個(gè)G,因此先不要幻想著搭乘這艘飛船去做星際旅行,因?yàn)槟銜?huì)被輕而易舉地壓成一個(gè)薄餅。
      借用美國偉大的天文學(xué)家卡爾·薩根在其1985年撰寫的科幻小說《超時(shí)空接觸》中的一個(gè)想法。想象一個(gè)宇宙中的高級(jí)文明正向我們傳輸著建造恒星際能量束推進(jìn)飛船的藍(lán)圖樣本。它將幫助我們向他們所在的星系發(fā)射飛船,并最終抵達(dá)那里。這樣一種恒星際飛行方式或許將是兩個(gè)宇宙文明之間相互交換“物理物件”的唯一可行辦法。我們或許會(huì)向他們傳送各種地球生物的DNA樣本,然后,想象一下,或許三體人就能在他們的星球上復(fù)制一個(gè)圣迭戈動(dòng)物園了。
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