可行性(xing):數年后或將實現(xian)。
傳(chuan)統的(de)(de)火(huo)箭(jian)是(shi)(shi)通過尾部噴(pen)出(chu)高速的(de)(de)氣體實(shi)現(xian)向前推(tui)(tui)(tui)(tui)進的(de)(de)。離子推(tui)(tui)(tui)(tui)進器(qi)也是(shi)(shi)采(cai)用(yong)同(tong)樣(yang)的(de)(de)噴(pen)氣式原理,但(dan)是(shi)(shi)它并不(bu)是(shi)(shi)采(cai)用(yong)燃料燃燒(shao)而(er)排出(chu)熾(chi)熱(re)的(de)(de)氣體,它所噴(pen)出(chu)的(de)(de)是(shi)(shi)一束帶電粒子或是(shi)(shi)離子。它所提供的(de)(de)推(tui)(tui)(tui)(tui)動(dong)力或許(xu)相對較(jiao)弱,但(dan)關鍵的(de)(de)是(shi)(shi)這種離子推(tui)(tui)(tui)(tui)進器(qi)所需要(yao)(yao)的(de)(de)燃料要(yao)(yao)比普通火(huo)箭(jian)少得多。只要(yao)(yao)離子推(tui)(tui)(tui)(tui)進器(qi)能(neng)夠長期保持性能(neng)穩定,它最終將能(neng)夠把太空飛船(chuan)加速到更高的(de)(de)速度。
相(xiang)關技(ji)術目前已經應用到(dao)一(yi)些太(tai)空(kong)飛船(chuan)上,比如日(ri)本的(de)“隼鳥”太(tai)空(kong)探測器和歐洲(zhou)的(de)“智能(neng)1號”太(tai)空(kong)船(chuan)等(deng),而(er)且技(ji)術已經取得(de)了很大(da)的(de)進(jin)(jin)步。未來最有希望成為更遠外太(tai)空(kong)旅(lv)行(xing)飛船(chuan)推(tui)(tui)(tui)進(jin)(jin)器的(de)可能(neng)就是(shi)(shi)VASIMR等(deng)離子(zi)(zi)(zi)火(huo)箭(jian)。這種火(huo)箭(jian)與一(yi)般(ban)的(de)離子(zi)(zi)(zi)推(tui)(tui)(tui)進(jin)(jin)器稍(shao)有不同。普通的(de)離子(zi)(zi)(zi)推(tui)(tui)(tui)進(jin)(jin)器是(shi)(shi)利用強(qiang)大(da)的(de)電磁(ci)場來加(jia)速離子(zi)(zi)(zi)體,而(er)VASIMR等(deng)離子(zi)(zi)(zi)火(huo)箭(jian)則是(shi)(shi)利用射頻(pin)(pin)發生器將離子(zi)(zi)(zi)加(jia)熱到(dao)100萬攝氏度。在強(qiang)大(da)的(de)磁(ci)場中,離子(zi)(zi)(zi)以(yi)固定(ding)的(de)頻(pin)(pin)率(lv)旋轉,將射頻(pin)(pin)發生器調諧到(dao)這個頻(pin)(pin)率(lv),給離子(zi)(zi)(zi)注(zhu)入特(te)強(qiang)的(de)能(neng)量,并(bing)不斷(duan)增加(jia)推(tui)(tui)(tui)進(jin)(jin)力。試驗初步證明,如果一(yi)切(qie)順(shun)利,VASIMR等(deng)離子(zi)(zi)(zi)火(huo)箭(jian)將能(neng)夠(gou)推(tui)(tui)(tui)動載人飛船(chuan)在39天內到(dao)達火(huo)星。
可行性(xing):非常有可能實(shi)現,但(dan)危(wei)險性(xing)很(hen)大(da)。
在(zai)(zai)這十項技(ji)術中,在(zai)(zai)普通人看(kan)來(lai),最危(wei)險、最不計(ji)(ji)后(hou)果的(de)一(yi)項應該是(shi)(shi)(shi)核子脈沖(chong)(chong)推(tui)(tui)進(jin)(jin)技(ji)術。核子脈沖(chong)(chong)推(tui)(tui)進(jin)(jin)技(ji)術的(de)基本思想就是(shi)(shi)(shi),在(zai)(zai)推(tui)(tui)進(jin)(jin)火箭的(de)尾部定期扔出(chu)(chu)一(yi)個核彈,用作推(tui)(tui)動力的(de)來(lai)源。這個匪夷所思的(de)想法,卻恰恰是(shi)(shi)(shi)美(mei)國(guo)國(guo)防部高級研(yan)(yan)(yan)究(jiu)計(ji)(ji)劃(hua)(hua)署提出(chu)(chu)的(de)。高級研(yan)(yan)(yan)究(jiu)計(ji)(ji)劃(hua)(hua)署的(de)這項研(yan)(yan)(yan)究(jiu)計(ji)(ji)劃(hua)(hua)代號為“獵(lie)戶座計(ji)(ji)劃(hua)(hua)”,是(shi)(shi)(shi)1955年美(mei)國(guo)實(shi)實(shi)在(zai)(zai)在(zai)(zai)考慮過的(de)一(yi)項計(ji)(ji)劃(hua)(hua)。計(ji)(ji)劃(hua)(hua)的(de)目標是(shi)(shi)(shi)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)一(yi)種(zhong)適(shi)合快速星際(ji)旅行的(de)推(tui)(tui)進(jin)(jin)方案。在(zai)(zai)高級研(yan)(yan)(yan)究(jiu)計(ji)(ji)劃(hua)(hua)署最終拿出(chu)(chu)的(de)方案中,推(tui)(tui)進(jin)(jin)火箭被(bei)設(she)計(ji)(ji)成(cheng)一(yi)個巨大的(de)減(jian)震器,而且還有(you)厚重的(de)輻射屏蔽用于(yu)保護乘(cheng)客的(de)安全。
這個方案看起來(lai)可行,但它可能會對大氣層造成嚴重的(de)輻射問(wen)題。因此,到20世紀60年(nian)代(dai)該計劃最(zui)終未能真正實施。盡管存在許多擔憂,仍然有(you)人在繼續研究(jiu)核子脈沖(chong)推進(jin)技(ji)術(shu)。理論上講(jiang),核彈動力飛(fei)船速(su)度可以達(da)到10%的(de)光速(su)。以這樣(yang)的(de)速(su)度到達(da)最(zui)近的(de)恒星(xing)可能需要40年(nian)。
可行(xing)性:有(you)可能,但最少要數十(shi)年之后(hou)。
依靠核(he)動(dong)力(li)的太空飛行技術并不是(shi)只有核(he)子(zi)脈沖推(tui)進器,還有其他的核(he)能(neng)利(li)用方式。比(bi)如,在(zai)火(huo)(huo)箭上安裝一個裂(lie)變反應(ying)堆(dui),利(li)用裂(lie)變反應(ying)堆(dui)提(ti)供熱量噴射氣(qi)體,從而產生推(tui)動(dong)力(li)。不過(guo),這種核(he)裂(lie)變動(dong)力(li)火(huo)(huo)箭與(yu)核(he)聚變動(dong)力(li)火(huo)(huo)箭相比(bi),仍有很大的差距。
在(zai)核(he)(he)聚(ju)變(bian)(bian)反(fan)(fan)應(ying)中(zhong)(zhong),核(he)(he)子(zi)被迫進行聚(ju)合(he)從而產生巨(ju)大的(de)(de)能量。大多(duo)數的(de)(de)聚(ju)變(bian)(bian)反(fan)(fan)應(ying)堆都是(shi)利用托(tuo)(tuo)卡馬克(ke)裝置將(jiang)燃料限制(zhi)在(zai)一個磁場之中(zhong)(zhong)來驅動聚(ju)變(bian)(bian)反(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)。但是(shi),托(tuo)(tuo)卡馬克(ke)裝置太重,并不適合(he)用于(yu)火(huo)箭之上。因(yin)此,核(he)(he)聚(ju)變(bian)(bian)動力火(huo)箭必須要采用另一種(zhong)觸(chu)發聚(ju)變(bian)(bian)的(de)(de)方法(fa),即慣(guan)性約束核(he)(he)聚(ju)變(bian)(bian)。這種(zhong)設計以高能光(guang)束(通(tong)常是(shi)激(ji)光(guang))來代替托(tuo)(tuo)卡馬克(ke)裝置中(zhong)(zhong)的(de)(de)磁常當聚(ju)變(bian)(bian)反(fan)(fan)應(ying)發生后,磁場再引導熾熱離子(zi)噴(pen)向(xiang)火(huo)箭尾(wei)部,實現核(he)(he)聚(ju)變(bian)(bian)火(huo)箭的(de)(de)推進力。
可行(xing)性:存在巨(ju)大技術挑戰。
所有(you)推進(jin)火(huo)箭,包(bao)括(kuo)上(shang)述的(de)核聚(ju)變動力火(huo)箭,都(dou)存在一(yi)個相同的(de)關鍵難(nan)題(ti)。為了實(shi)現(xian)更快(kuai)、更遠(yuan)的(de)目(mu)標(biao),火(huo)箭上(shang)必須要攜帶(dai)更多的(de)燃(ran)(ran)料,更多的(de)燃(ran)(ran)料必然會(hui)增(zeng)加火(huo)箭的(de)重(zhong)量,進(jin)而會(hui)減小推進(jin)力。如果想(xiang)實(shi)現(xian)星(xing)際間旅行,就必須要避(bi)免這種情況。于是,1960年,物理學(xue)家羅伯特-布薩德提出了一(yi)種噴(pen)氣式引擎,布薩德噴(pen)氣式引擎或許(xu)可以解(jie)決這一(yi)難(nan)題(ti)。
布(bu)薩(sa)德噴氣(qi)式引擎(qing)原理和上述核(he)聚(ju)變(bian)動(dong)力火箭一樣,但是它并不(bu)需(xu)要(yao)攜帶足(zu)夠的(de)(de)(de)核(he)燃料。它首先(xian)是將(jiang)周圍太空(kong)中(zhong)的(de)(de)(de)氫物質進行電離(li)(li)后(hou),然(ran)(ran)后(hou)利用強大的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場吸收這(zhe)些氫離(li)(li)子作為燃料。雖然(ran)(ran)布(bu)薩(sa)德噴氣(qi)式引擎(qing)方案沒有上述核(he)聚(ju)變(bian)動(dong)力火箭中(zhong)的(de)(de)(de)反應(ying)堆問(wen)題(ti),但是它所面臨的(de)(de)(de)問(wen)題(ti)是磁(ci)(ci)場大小的(de)(de)(de)問(wen)題(ti)。由(you)于星(xing)(xing)際空(kong)間中(zhong)氫物質很少,因(yin)此它的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場必須(xu)要(yao)足(zu)夠大才可行,甚至要(yao)延伸到數千公里(li)之外(wai)。除非是發射前(qian)進行精密的(de)(de)(de)計(ji)(ji)算,設計(ji)(ji)出(chu)飛(fei)(fei)(fei)船(chuan)飛(fei)(fei)(fei)行的(de)(de)(de)精確軌道,這(zhe)樣就(jiu)不(bu)用攜帶多余的(de)(de)(de)燃料,也不(bu)再需(xu)要(yao)巨大的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)常不(bu)過這(zhe)種想法又出(chu)現一個弊(bi)端,那就(jiu)是飛(fei)(fei)(fei)船(chuan)必須(xu)要(yao)按既定軌道飛(fei)(fei)(fei)行,不(bu)得(de)偏離(li)(li),而(er)且(qie)從其他星(xing)(xing)球返程則變(bian)得(de)更加困難(nan)。
可行性:完全有可能(neng),但適應空間有限。
這是另一(yi)(yi)(yi)項(xiang)不(bu)需要攜(xie)帶足(zu)夠燃料的(de)技(ji)術(shu),因(yin)而理論上講也(ye)可達到極高的(de)速(su)度,不(bu)過它往(wang)往(wang)需要一(yi)(yi)(yi)個時間過程才(cai)可完成這一(yi)(yi)(yi)目標。與傳(chuan)統的(de)利用風力進(jin)行航行的(de)帆船(chuan)相比,太(tai)(tai)陽帆是從(cong)太(tai)(tai)陽光線中(zhong)吸取能(neng)量。目前,太(tai)(tai)陽帆推進(jin)技(ji)術(shu)已(yi)在地球的(de)真空室內取得試驗成功。然而,在太(tai)(tai)空軌道上實施(shi)相關(guan)試驗則以不(bu)幸而告終。比如(ru),2005年,世界上最大(da)的(de)業(ye)余(yu)太(tai)(tai)空科學組(zu)織(zhi)美國(guo)行星協會研(yan)制了一(yi)(yi)(yi)艘名為“宇宙1號”的(de)太(tai)(tai)空飛(fei)船(chuan),它的(de)太(tai)(tai)陽帆運(yun)載火箭因(yin)故障而墜(zhui)毀。
盡管在技術的萌芽階段出現許多問題,但是(shi)太陽帆仍然是(shi)一(yi)個非常有希望的未來(lai)太空技術。至少它(ta)可以保證在太陽系內飛(fei)行,太陽的光(guang)線可以為(wei)它(ta)提供(gong)最強大的推進力(li)。將來(lai),人類將可能(neng)(neng)會主要利(li)用太陽能(neng)(neng)實(shi)現星(xing)際間旅行。
可(ke)行性(xing):只適合相(xiang)對較近距離太空(kong)旅行,如(ru)太陽系內。
與太(tai)陽(yang)(yang)帆不同的(de)(de)是(shi)(shi),磁(ci)場帆是(shi)(shi)由(you)太(tai)陽(yang)(yang)風提(ti)供(gong)推動(dong)力(li),而(er)不是(shi)(shi)由(you)光線提(ti)供(gong)推動(dong)力(li)。太(tai)陽(yang)(yang)風是(shi)(shi)一種擁有(you)自己磁(ci)場的(de)(de)帶電粒(li)子(zi)流。科學家提(ti)出,在太(tai)空(kong)飛船(chuan)(chuan)周圍制造一個與太(tai)陽(yang)(yang)風磁(ci)場相(xiang)(xiang)排斥(chi)的(de)(de)磁(ci)場,這樣就可利用磁(ci)場的(de)(de)排斥(chi)力(li)推動(dong)太(tai)空(kong)飛船(chuan)(chuan)飛行。與此相(xiang)(xiang)近的(de)(de)相(xiang)(xiang)關技(ji)術還(huan)有(you)“太(tai)空(kong)蛛(zhu)網(wang)”技(ji)術,這種技(ji)術就是(shi)(shi)在太(tai)空(kong)飛船(chuan)(chuan)周圍延(yan)伸出一個帶正電的(de)(de)電網(wang),這樣的(de)(de)電網(wang)可以與太(tai)陽(yang)(yang)風中的(de)(de)大(da)量的(de)(de)陽(yang)(yang)離(li)子(zi)相(xiang)(xiang)排斥(chi),從而(er)獲得(de)推進力(li)。
不管是磁(ci)場(chang)(chang)帆(fan),還(huan)是“太空蛛網(wang)”技術,都(dou)是在(zai)利用磁(ci)場(chang)(chang)進(jin)行“沖浪(lang)”,磁(ci)場(chang)(chang)力(li)使得太空船能夠(gou)改變(bian)軌道,甚至駛(shi)離行星(xing)際空間(jian)。然而,太陽(yang)(yang)帆(fan)和磁(ci)場(chang)(chang)帆(fan)都(dou)不適合恒(heng)星(xing)間(jian)旅(lv)行。當它們(men)遠離太陽(yang)(yang)時(shi),光線和太陽(yang)(yang)風的(de)強度都(dou)急劇下降。因此,在(zai)太陽(yang)(yang)系外,它們(men)沒有足夠(gou)的(de)動(dong)力(li)駛(shi)往其它恒(heng)星(xing)。
可(ke)行性:存在極大的技術挑戰。
既(ji)然太陽(yang)(yang)不足(zu)以推(tui)(tui)動(dong)恒星(xing)際太空飛船(chuan)(chuan),于是(shi)有科學家提(ti)(ti)出了激(ji)(ji)光(guang)動(dong)力(li)(li)推(tui)(tui)進(jin)器技(ji)(ji)術(shu)(shu),利(li)用(yong)一束(shu)(shu)強大的(de)激(ji)(ji)光(guang)將飛船(chuan)(chuan)推(tui)(tui)向太空,其中一項技(ji)(ji)術(shu)(shu)就(jiu)是(shi)“激(ji)(ji)光(guang)燒(shao)蝕”技(ji)(ji)術(shu)(shu)。所謂的(de)“激(ji)(ji)光(guang)燒(shao)蝕”就(jiu)是(shi)利(li)用(yong)強大的(de)激(ji)(ji)光(guang)來(lai)燒(shao)蝕飛船(chuan)(chuan)尾部的(de)特(te)殊(shu)金屬,金屬逐漸蒸發形成蒸汽從而提(ti)(ti)供推(tui)(tui)進(jin)力(li)(li)。另一種(zhong)相似(si)的(de)技(ji)(ji)術(shu)(shu)就(jiu)是(shi)由物理學家和科幻小說家格里高利(li)-本(ben)福德所提(ti)(ti)出的(de)太陽(yang)(yang)帆技(ji)(ji)術(shu)(shu),就(jiu)是(shi)在太空飛船(chuan)(chuan)上(shang)(shang)安(an)裝(zhuang)一種(zhong)太陽(yang)(yang)帆,太陽(yang)(yang)帆上(shang)(shang)涂(tu)有一層(ceng)特(te)殊(shu)的(de)油漆。從地面之(zhi)上(shang)(shang)發送微(wei)波束(shu)(shu),微(wei)波束(shu)(shu)“燃(ran)燒(shao)”特(te)殊(shu)油漆中的(de)分子從而產生推(tui)(tui)進(jin)力(li)(li)。這種(zhong)技(ji)(ji)術(shu)(shu)或許將使得(de)行星(xing)際間旅行更快(kuai)。
激光(guang)動力推進(jin)技術也存在許多(duo)重大(da)挑戰。首先,激光(guang)束(shu)必(bi)須(xu)要(yao)精確聚焦于飛(fei)船之下(xia),即使(shi)距(ju)離再遠,激光(guang)束(shu)都(dou)不(bu)(bu)能(neng)有絲毫誤差。否則(ze),飛(fei)船會(hui)因為得不(bu)(bu)到足夠的(de)(de)能(neng)量而墜毀(hui)。其次,激光(guang)束(shu)生(sheng)成設施(shi)的(de)(de)功率必(bi)須(xu)要(yao)超級(ji)強大(da)。在某種(zhong)情況(kuang)下(xia),它所需要(yao)的(de)(de)能(neng)量可(ke)能(neng)會(hui)比(bi)人類目前所有的(de)(de)能(neng)量輸出還(huan)要(yao)大(da)得多(duo)。
可(ke)行(xing)性:不太可(ke)能。
1994年,威爾士大學(xue)物(wu)理(li)學(xue)家米古爾-阿爾庫比列(lie)提出了星際物(wu)質利用(yong)技(ji)術。在這種(zhong)設(she)想(xiang)中(zhong),飛(fei)船(chuan)推進力(li)主(zhu)要由一種(zhong)至今未被發現的物(wu)質--“外星”物(wu)質提供。這是(shi)一種(zhong)粒子,具有負質量和負壓力(li)。它可(ke)(ke)以扭曲(qu)時空,從而(er)使飛(fei)船(chuan)快速接近前方(fang)的空間(jian),而(er)后方(fang)的空間(jian)在不斷(duan)擴張。飛(fei)船(chuan)就(jiu)好像處于一個不斷(duan)膨脹的泡(pao)泡(pao)中(zhong),可(ke)(ke)以飛(fei)得(de)比光速快,而(er)且不會違背相對論的原理(li)。
然(ran)而,阿爾庫比(bi)列的(de)技(ji)術思想存在(zai)許(xu)多問(wen)題。首先(xian),為了維持這(zhe)種(zhong)時空(kong)扭曲,需要(yao)巨大(da)的(de)能量(liang)(liang),這(zhe)種(zhong)能量(liang)(liang)或許(xu)會比(bi)整個(ge)宇宙(zhou)的(de)全(quan)部能量(liang)(liang)都要(yao)大(da)。其次,這(zhe)種(zhong)驅動器可能會釋放出大(da)量(liang)(liang)的(de)輻(fu)射物,嚴重威脅飛船乘客的(de)生(sheng)命安(an)全(quan)。此外,關于這(zhe)種(zhong)外星物質是(shi)否存在(zai),至今未有定論。因此,從物理學上講,很(hen)難(nan)實現這(zhe)種(zhong)扭曲的(de)泡(pao)泡(pao)。
可行性:完(wan)全(quan)不可能。
既然有(you)人可(ke)(ke)以想到(dao)時(shi)空扭曲,于是(shi)就有(you)其他科學(xue)家想到(dao)了時(shi)空隧道(dao)。他們認為(wei),或許利用(yong)蟲洞可(ke)(ke)以實現這一想法。蟲洞的概念是(shi)由美國著名物(wu)理(li)學(xue)家約翰(han)-威勒爾提(ti)出的,意思(si)是(shi)宇宙中可(ke)(ke)能存在的連接兩(liang)個不同(tong)時(shi)空的狹窄隧道(dao)。關鍵的問題是(shi),蟲洞確(que)實存在嗎?如(ru)果存在,我們是(shi)否能夠穿越它們?然而,這些問題至今沒(mei)有(you)答案。可(ke)(ke)能與(yu)上述(shu)的未知外(wai)星物(wu)質(zhi)一樣,蟲洞并不存在。
20世紀90年代,物理(li)學家塞爾古-科拉斯尼科夫(fu)又提出了另一種蟲(chong)洞(dong)概念(nian)。然(ran)而,所有這些蟲(chong)洞(dong)理(li)論都不能(neng)提供蟲(chong)洞(dong)確切存在的證(zheng)據,更無(wu)法(fa)提出一種切實可行的時空穿梭方法(fa)。如果科學家們能(neng)夠(gou)找到答案的話(hua),那(nei)么太空飛船的速度將不僅(jin)僅(jin)是光速的概念(nian)。
申明:生活十大、生活排行榜等內容源于程序系統索引或網民分享提供,僅供您參考、開心娛樂,不代表本網站的研究觀點,請注意甄別內容來源的真實性和權威性。