如果不惜代价,能造出飞到比邻星的飞船吗?需要突破哪些技术?

发布网友 发布时间：2022-04-26 09:52

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热心网友 时间：2022-06-27 01:07

　　这是一个开脑洞的话题，感觉到了地球正在建设太阳系舰队的时代，你猜得没错，《三体》中得知三体人飞船正以光速1%的速度前往地球时的心态是一样的，否则怎么会不惜代价呢，毕竟生活还是要继续的！不过既然假设了，那就老讨论下需要突破哪些技术！

　　如何大规模进入近地轨道？

　　很多朋友都会认为这不是宇宙造飞船么，为什么要大规模进入近地轨道？其实如果要造一艘恒星际飞船的话，大量的材料从哪里来？总不能去抓颗小行星来在轨道上冶炼金属现场建造吧！所以大量的材料必须在地球上制造好再去太空组装！另一个方式是在太空制造激光快速成型设备，然后运送各种原材料粉末去太空直接制造，这种方式可以减少材料体积，但各种保障设施的体积仍然不会小！当前和不远的未来有两个方式：

　　火箭发动机

　　空天发动机

　　前者就是我们常见的火箭发动机，这是当前进入太空的唯一手段，技术成熟，很多国家都有这个条件！但效率低下，成本高企，甚至有效载荷只有全火箭质量比的1%-2%多一点，假如我们要制造一艘十万吨级别的宇宙飞船的话，总共要消耗约千万吨级的燃料，这是在令人无法接受。

　　后者就是一种涡轮喷气+冲压发动机+超燃冲压发动机+火箭发动机的综合体，或者可以静态点火到极高超音速与火箭发动机自由转换的脉冲爆震发动机，如果使用这种类型的发动机成本将会明显降低，水平起飞，进入轨轨道后返回地面水平降落，发动机可以使用大气层中的氧气，而且利用空气动力提高载荷与燃料利用率，因此成本将会大幅度降低。如果要跨越星际，那么必须要拥有空天发动机进入近地轨道作为敲门砖！

　　有朋友会认为可以制造太空电梯，其实这种看上去很慢，但制造成本与难度极高的工程，基本上没法操作，因为现在连材料都还没制造出来，更不用说虚无缥缈的制造太空电梯了！

　　空间发动机选哪种？

　　从地面到近地轨道可以用化学能火箭，但到了太空之后的星际飞行化学火箭就不灵光了，因为比冲极低，而星际飞行需要超长时间的加速，才能将飞船提速到能够跨越光年的速度，一定需要一种能持续加速数年甚至数十年的发动机，很明显化学火箭是不可能的。当前比较有希望的发动机类型有几种：

　　太阳帆

　　离子发动机

　　裂变发动机

　　聚变发动机

　　太阳帆首先就可以忽略了，这种传的神乎其神的星际航行方式只能在太阳系内过家家，在跨越恒星际空间时，太阳帆就是个累赘！

　　离子电推发动机是当前技术最成熟的，比冲也非常高，比较适合行星际飞行，理论上也适合恒星际飞行，只要携带足够的工质，我们就能去到想要的地方！但电推发动机有一个致命的缺点，就是需要电能，土星轨道内可以用庞大的太阳能电池勉强维持，再向外必须有稳定的电源供给！

　　曾经猎户座就是在*后面丢核弹，不过不要小看这种暴力又很LOW的动力方式，《撤离地球》中拯救地球人的超级飞船用的就是在飞船后方丢核弹，因为人类对核弹小型化技术已经炉火纯青，成本当然主要就是核材料的提取。当然我们不可能真的在后方丢完整结构的核弹，必须用某种中子流来引爆它！

　　核聚变当然是最理想的，对于星际航行来说，磁约束的明显不如惯性约束，从结构来看，惯性约束有一种天然的作为推进发动机的优势！用激光束将核聚变材料小球聚变释放能量，推进飞船前进！

　　生态系统需要包括哪些

　　载人飞船必定需要乘员，也需要维生系统，但如下技术将会使飞船的维生系统要求大幅降低。

　　冬眠

　　生物圈循环

　　如果可以达到冬眠状态，那么对飞船的物资需求将会大幅降低，如果技术无法达到冬眠，那么生态循环规模将会大幅增加，一艘飞船可能会有1/3以上的空间来作为生态循环的温室。

　　......

　　上述是几个关键技术节点的选择，我们必须要实现的技术路线是：

　　1、空天飞机

　　2、空间组装

　　3、离子发动机+核裂变堆电源

　　4、小型生物圈循环

　　这几个技术是跨不过去的坎，未来100年内空天飞机有些难度，但实现问题不大，空间组装问题不大，离子发动机和空间核裂变堆也没问题（但这个极速不可能达到1%，也不快，但也布慢），唯一剩下的就是小型生物圈循环，美国在生物圈一号和二号上的失败给了大家一个极大的打击，很难说未来的飞船上生态循环就能永续，跟地球上比较，空间环境会更恶劣，人类在这个循环中需要干预的越多，那么不可控因素就会越大，最终我们会发现，当踏上飞船时仍然还有一大把问题没有解决。

　　三体人600年内到达地球，我们如果用离子推进，也许要1000年才能到达比邻星，而且还必须留好减速用的燃料。

热心网友 时间：2022-06-27 01:07

热心网友 时间：2022-06-27 01:08

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