03.02 人类有可能飞出太阳系吗?

洪浩仁慈


我还是比较乐观的。感谢现代物理已经证实了高速运动的物体会有时间膨胀效应,即飞机上的原子钟比地面上的慢一丢丢,以及定位卫星需要把自己的频率调慢才能和地面同步。

所以今后我们如果进行长时间的高速太空旅行,飞船里的人不会感受到过去很久,甚至感觉在短时间内就到达了很远的其他星系。只不过飞船里的人要和地球上的家人永别了,当飞船加速离开之后,地球上的时间对于飞船里的人来说会过得飞快。


实现这样旅行的前提是人类有了更高级的能源。按照现在火箭的推进方式,永远无法达到太快的速度。

比如我们要加速到光速的1%,那么需要多少的液氢液氧燃料呢?如果载荷飞船重量为10吨,燃料比冲450,那么计算得火箭燃料需要3x10^299kg。我没算错,就是这个数字,还没考虑质量增加。

地球的质量只有6x10^24kg,银河系的质量才4x10^41kg。甚至已知宇宙的质量相对于我们火箭质量简直相当于零。


那么慢一点,加速到光速的万分之一,需要火箭燃料大概为9x10^6kg,也就是9000吨就够了。但是这样完全不足以让人类在有生之年到达其他星系。

所以,人类不能以目前的推进方式前往其他星系,但是如果有了更高级的能源和推进方式,还是有希望的。


蛋科夫斯基


人类有可能飞出太阳系吗?

1957年,人类第一颗人造地球卫星上天,到现在为止,已经半个世纪过去了,从最初初入太空,到如今取得的这些成就,可以说半个世纪人类取得的成就是极其伟大的。1977年,旅行者一号、二号飞船发射,这两个探测器是目前飞离地球最远的了,但距离飞出太阳系还有很远的路程。

1946年,美国的一群科学家为了知道地球的轮廓是什么样子的,他们向105公里的太空发射了一枚搭载照相机的V2火箭,照相机每1.5s就会自动拍一张照片,虽然照相机分辨率不高,但最后这群科学家们仍然从照片中看到了地球的轮廓,这是人类第一次从视觉上看到地球具有圆形的轮廓。

我在刘慈欣的短篇小说《朝闻道》中看到了这样的一句话,他说一个原始人对宇宙星空的几分钟凝视像是看到了一颗宝石,那么之后的人类文明,不过是弯腰拾取它罢了。从发现奥秘到解开奥秘,也许只是一步之遥。人类从刚刚步入太空到现在,仅仅过去了半个世纪,就已经取得了如今的成就,我对于人类文明飞出太阳系抱有极大的信心。

想要飞出太阳系,必须有快速的宇宙飞船

人类自工业革命到现在的科技革命,所依赖的能源是化学能,然而这只是分子层面的能量释放而已,靠它根本无法完成飞出太阳系的艰巨任务。那靠什么呢,要靠能量密度更高的原子能。人类发展原子能已经很久了,核电站、核动力航母用到的是核裂变释放的能量,据报告显示,2018年在我国总发电量中,核电占比4.22%,从全世界范围来看的话,在全球总发电量中,核电占比10%。

人类认识到了原子能的潜力,而比核裂变更具有潜力的是核聚变,所以世界上的大国才会着力研究可控核聚变,一旦可控核聚变商用,那么带来的改变将是革新的。

将核聚变带到飞船上

核聚变释放的能量要比核裂变大得多,核裂变能量释放仅有万分之九的质量亏损,而氢核聚变有千分之七的质量亏损,核裂变污染大,放射性废料难处理,不安全,相比较核聚变的话,核裂变在各方面都相差很多,这也是现在为什么要研究可控核聚变的原因。如果未来可以将核聚变带到飞船上,那么打造星际飞船是有可能的。

21世纪初,美国NASA曾提出“普罗米修斯”计划,旨在开发反应堆与同位素电源以及相关推进系统的研发,不过后来由于经费的问题被终止。这一时期提出的核动力飞船,本质上是核电推进,用核裂变释放的热能来转化为电能,他们曾设想利用大功率核反应堆电源技术来实现39天载人抵达火星,这是相当快的速度,因为现在的飞船需要6个多月的时间才可以抵达火星轨道。

从核热推进到核电推进,再到以后更先进的推进方式,我们想要的无非就是一个字:快!只有快才能实现我们飞出太阳系的愿景,如果我们想要以化学能来完成这一使命,那简直就是痴人说梦,如果说核聚变颇具幻想的话,那么还有更科幻的反物质推进。我相信,在二三百年之后,人类会尝试载人飞出太阳系的。


科学船坞


感谢@钟铭聊科学 与@星辰大海路上的种花家 邀请,这是一个有趣的问题。

人类是否可以飞出太阳系?未来当然可以!不过这将是一个非常遥远的未来,你我都看不到。不仅如此,甚至你我的孙子的孙子的孙子可能都看不到这一壮举。同时,人类要想完成这一壮举还需要满足许多苛刻的条件。

太阳系有多大?

要想知道咱们能不能飞出太阳系,这是第一个需要了解的问题:它到底有多大?

地球距离太阳最近的时候(近日点)大约是1.47亿公里,最远的时候(远日点)约1.52亿公里,平均轨道半径(半长轴)约1.496亿公里,我们将地球与太阳之间的平均距离1.496亿公里规定为1个天文单位(AU)。这对于人类来说是一个非常遥远的距离,但对于太阳系来说它并不算什么,因为太阳系外围奥尔特云外边缘距离约为100000AU,而太阳的引力场范围大约是2光年(125000AU)!摆脱了太阳的引力才算是真正飞出了太阳系。

(太阳系的范围)

人类的“足迹”到了哪里?

1977年9月5日,NASA发射了一颗深空探测器“旅行者1号”,经过长达42年的飞行,它现在已经到达了距离地球220亿公里的地方,如果换算成天文单位,大约是147.347AU。

旅行者1号以16.9公里/秒的高速航行,它是人类到目前为止速度最快的航空器,并且早在2012年就穿越了日球层来到了充满星际介质的空间,但它距到达太阳系的奥尔特云理论上的内边缘至少还需要300年时间,而穿越奥尔特云则是4万年以后的事了。

(地球很小,太阳系很大)

旅行者1号和2号都是无人探测器,它们依靠核电池供电,或许可以飞得远一些。人类航天员目前为止最远只到过距离地球36万公里的月球表面,更多的时间,我们的宇航员仅在距离地面400公里的国际空间站里活动。富豪们一掷万金,希望飞到高度仅100公里的临近空间窥视地平线。

(国际空间站轨道距地面仅400公里)

人类从事太空旅行的难点究竟在哪里?

上世纪60年代末至70年代初,为了与苏联进行太空争霸,美国倾全国之力开启阿波罗计划,先后6次将12名宇航员送上月球(有些人质疑这一点),之后便偃旗息鼓,给世人留下诸多谜团。其后包括美国和苏联在内的所有国家都没有能力将宇航员送到更远的太空。

载人航天是一项技术极复杂耗资极巨大的系统性科学工程,人们不仅需要研究和攻克一系列技术难题,还需要极其庞大的资金投入。我们为什么要飞出太阳系?到太阳系外做什么?为什么要派人去而不是送探测器去?这些都是必须回答的问题。

(阿波罗11号乘组在地面模拟训练)

当人类认为确有必要将人送上太空,或是去寻找一个新的家园。接下来要解决的问题是确定目的地、花多长时间、送多少人去,以及如何确保这些人能安全到达。这很重要,因为人不是机器,机器可以设定休眠定时唤醒,人是否可以?人维持生命所需要的空气、水、食物以及药品等等生命保障系统,这一切机器都不需要,未来的飞船需要携带多少物资、需要多大的空间来供宇航员们生存?在数万年甚至数十万年的太空旅行中,人如何生存繁衍?这些基础问题都需要解决。

(空间站货仓,堆满了食物、水和生活物品)

人类飞出太阳系,进行太空旅行需要具备哪些条件?

确定目标

我们为什么要从事星际旅行?我们飞出太阳系的目的是什么?如果只是进行太空探索,看看太阳系之外到底有什么,就大可不必派人去,像旅行者1号、2号那样,未来发射一些更强大的无人探测器完全可以达到目的。所以宇航员飞出太阳系的目的只能是进行星际移民,到太阳系之外创造一个新家园、播撒人类文明的种子。

距离太阳系4.2光年外的比邻星b并不是个好去处,因为比邻星是个脾气暴躁的红矮星。更适合人类居住的地方或许是距离太阳系12光年的天仓五(Tau Ceti),目前已知它的大小与太阳相当,有5颗行星,并且其中有2颗处于宜居区内,这里或许是我们更好的归宿。

(天仓5距我们约12光年)

打造飞船

这种飞船也许只在科幻电影里才会出现,因为需要保障若干名宇航员至少数千年的生存与繁衍,所以它至少需要像一座太空城市一样庞大。它也许有500米宽、1000米长,质量超过1000万吨。建造如此巨大的飞船对于今天的人们来说是不可想象的,或许几千年后我们的后代可以做到。

惊人的速度

为了能够尽量缩短太空旅行的时间,飞船需要极快的速度,甚至达到光速的1%(3000公里/秒),这是一个极其惊人的速度。旅行者1号目前的速度是16.9公里/秒,它是通过木星及其它行星的重力辅助(引力弹弓)效应才达到如此快的速度。为了获得更快的速度,缩短飞行时间,825.5千克的旅行者1号需要尽量靠近木星,通过木星的引力作用将它弹射到深空。

(旅行者1号通过木星和土星的引力弹弓获得加速)

旅行者1号能做到的事,我们未来的飞船做不到,它太庞大,任何行星引力的潮汐作用都可以将它撕扯成碎片,更不用说飞船里活生生的宇航员了。星际旅行的飞船需要与行星保持一定的距离,这是飞船的洛希极限。

(旅行者1号引力弹弓)

庞大的能源需求

星际旅行无法依赖太阳能,深空是一个暗淡无光且极度寒冷的地方,所有的飞行器都需要自带电源来为设备进行供电。

旅行者1号、2号各自携带了3组放射性同位素热电发生器(RTG),它们可以在发射初期为航天器提供约470W的电能。因为核电池都具有半衰期,所以电池输出的电能会随着时间的流逝一点点减少。

为了满足太空飞船巨大的能源需求,未来太空旅行需要强大的核聚变发电系统,这或许不是问题。问题是在高速飞行的全程中,能源是得不到补给的,所有的燃料都必须随船携带。同样得不到补给的还有全船人一切的生活所需。

将1吨的物质加速到光速的1%至少需要消耗12.5太瓦小时的能量,10000万吨的飞船需要1.25亿太瓦小时,这大约相当于目前全球年能源消耗量的1000倍。

防护盾

太空旅行充满风险。这里不仅有强烈的太阳辐射、宇宙射线,还有细小的尘埃。较大的碎片极少见,但它们却更具有破坏性,要知道不仅在柯伊伯带有数以亿计的小行星和撞击碎片,在奥尔特云中的冰粒和小天体更是难以计数。它们中的绝大多数都不可探测,但其中任何一个小碎片撞击飞船都将造成灾难性的后果。

(和平号空间站的一个舱段遭到撞击)

为了保证人员和飞船本身的安全,同时又不牺牲飞行速度,未来的星际飞船需要安装先进的防护系统,它不仅可以阻止宇宙射线损害人员健康、破坏电子设备,还要能抵挡强烈的意外撞击。

生命的繁衍与健康保障

人的生存不仅需要水、空气、食物和空间,还需要一套极其复杂的生命保障系统。在飞出太阳系的漫长旅行过程中,人类生存和繁衍的条件比地球上要更为苛刻,失去重力不仅将带来一系列健康问题,使我们的机体退化,狭小的空间还会造成严重的心理障碍,这一切都需要加以解决,而解决这一切同时意味着极高昂的成本。

(国际空间站希望通过男女搭配来缓解宇航员的身心压力)

总结:

我们的太阳系在浩瀚银河中不过是微不足道的一个小光点,但对于人类来说它却是极其巨大。

旅行者1号深空探测器花了42年时间才刚刚飞出日光层,理论上它还需要4万年才能飞出太阳系,未来人类要想进行深空旅行无疑是一项遥远而艰巨的任务。

在太空中旅行将需要获得水、食物、空间、人、建筑材料、能源、运输、通讯、生命支持、模拟重力和辐射防护等等,所有的这一切都需要装进一个庞大的宇宙飞船里,建设这样一个飞船不仅需要极先进的技术,还需要极庞大的资本投资。

总之,它是一艘未来之船,我们所能做的是幻想一下。

幻想很容易,不是吗?


老粥科普


严格意义上来说,穿越了包围太阳系的奥尔特星云,才算正式摆脱了太阳引力,离开了太阳系。


从奥尔特云算起,太阳系半径达到2光年。以旅行者一号无人探测器每小时飞行约6万公里的速度,还需要3万年才能飞离。再飞3万年,这个答案为何让人如此绝望。即便飞船从秦始皇时代开始发射升空,飞了2千年,到现在航程不过才刚刚开始。速度,把人类关在了太阳系内,牢牢锁死。如果火箭性能不提升,在可以预见的几万年时间内,人类无法走出太阳系。

但是展望未来,我毫不犹豫的相信,人类走出太阳系不是梦想。现在的化学能推进,已不能满足跨越星系的航行。需要更强劲的推进方式,才满足人类探索太空的脚步。

可控核聚变发动机,被时代的需求推向了舞台。核聚变,人类已经很熟悉了,氢弹爆炸就是不可控核聚变。经过多年的理论发展和实验研究,人类对核聚变的掌控,已经接近了成功。有乐观科学家估计在几十年之内,将会尝试商业化应用。


在漫漫的科学进度累积中,我们会迎来基础学科的再次爆发。这次,将由物理学领军。可控核聚变可以把飞行的速度提升到光速的12%。这意味着走出太阳系再返回地球只需要40年的时间。相对于旅行者一号来回六万年的时间,这将是人类航天史上划时代的成就。

大约100年左右,随着生命支持系统和人工智能的的发展,在深度休眠和机器人的帮助下,核聚变飞船,有极大的可能性进行一次超太阳系的航行。这一刻,离我们并不远。在前进的旅途中,如果航迹和旅行者接近,将会在航行途中追上它,依然努力向前,不畏前路漫漫。


开心小鱼


飞出太阳系,可以算做人类探索宇宙的一个小目标了吧。

但是,目前的科技距离这个小目标的实现还差的很远,太阳系已确认的边界是奥尔特云,这是个半径达到1光年的一个球状分布的小天体区域。那里存在着无数微小的天体,但也不排出有些大一点的,类似卫星级别的天体,甚至是矮行星,但是绝大部分应该都是小行星级别的微小天体,总的数量可达到万亿级别。

不过,这里依然非常空旷,即便我们到了这里,也很难撞上其中的一颗,因为这里的空间实在是太大了。

那么,以现在的水平,我们需要多长时间能飞出1光年的距离呢?目前最快的飞船差不多是每秒20千米左右的速度,这与当年的旅行者号基本是一个级别的,按照这个速度,大约需要1.6万年才可以飞出奥尔特云。

因此,如果想要在一代人的有生之年飞出太阳系,那么至少速度还要增加200倍,也就是达到每秒4000千米以上的速度,才有可能在100年内飞出太阳系。

目前,离子发动机理论上是可以达到这个速度的,但是距离实际应用还有较长的时间,也许在未来100年后人类可以应用这种发动机吧。因此,人类要实现宇宙旅行的小目标,还需要很长的时间呢。


寒萧99


太阳系是以太阳为中心,太阳以及所有受到太阳的引力约束天体的集合体。包括八大行星(由离太阳从近到远的顺序:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星)、以及至少173颗已知的卫星、5颗已经辨认出来的矮行星和数以亿计的太阳系小天体。

了解了太阳系,那我们再来准备准备飞出太阳系必须要了解的三大宇宙速度。

第一宇宙速度:航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的发射速度,也叫环绕速度,以下记为v1。可以通过如下公式求得:

把R=6400km=6400000m,g=9.81m/s2,带入求得v1=7.9公里/秒。但在精确计算中,航天器在距离地面表面数百公里以上的高空运行,地球对航天器引力比在地面时要略小,故其速度也略小于v1。地球卫星的发生速度就介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间。

第二宇宙速度:当航天器超过第一宇宙速度v1达到一定值时,它就会脱离地球的引力场而成为围绕太阳运行的人造行星,这个速度就叫做第二宇宙速度,亦称脱离速度。摆脱地球束缚,就是几乎不受地球引力影响,这与处于离地球无穷远点的位置得情况等价。

得:
计算得:

如金星探测卫星必须超过第二宇宙速度。

第三宇宙速度:从地球表面发射航天器,飞出太阳系,到浩瀚的银河系中漫游所需要的最小发射速度,就叫做第三宇宙速度。亦称逃逸速度。

以离太阳表面无穷远处为0势能参考面,则有(不考虑地球引力)
(vRE为人造天体对太阳的速度,m为人造天体的质量,R为平均日地距离,M为太阳质量)
解得
由v地球绕太阳=29.8km/s
知v’=42.2-29.8=12.4km/s
设R'为地球半径,M'为地球质量
又由于发射时必须克服地球引力做功,故由机械能守恒定律有
1/2mv1-GM'm/R‘=1/2mv’
∵GM'm/R'=1/2mv21(v2为第二宇宙速度)
∴1/2mv1-1/2mv21=1/2mv’

解得v=(v21+v'1)1/2=16.7km/s

如:旅行者1号(英语:Voyager 1)是由美国宇航局研制的一艘无人外太阳系空间探测器。重815千克,于1977年9月5日发射,截止到2018年11月仍然正常运作。所以在现有技术条件下,人类的火箭已经完全可以把航天器送出太阳系。

根据上面的论述,我们可以得出如下结论:人类的航天器已经飞出太阳系了,人类飞出太阳系也是迟早的事情!而且在技术上,现在的火箭达到第三宇宙速度,把人类送出太阳系确实很容易,现在主要的难题不是飞出去,而是如何回得来!而且本人相信人类在本世纪就可以做到。

最后谢谢大家,这里是白说世界,用数学的思维,科学的方法跟大家一起对文化知识追本溯源。原创不易,如果大家对我的观点有不同的想法,请在评论区留言交流;你若关注、我必回应,互关互动!


白说世界


讲这个话题前我觉得有必要探讨两个理论问题:

一、物理理论:就是牛顿的万有引力理论。这是我们上初中时就学过的理论,概据牛顿理论只要地球高速做切线运动速度超过第三宇宙速度,就能脱离太阳系进入宇宙空间。这是一个平面力学理论,我认为很有局限性,因为他局限于二维空间静态环境才能成立的理论。太阳系各行星是受太阳的暗能量驱动使太阳系各行星围绕着太阳内暗能量柱(球)做涡旋运动,同时作用行星本身作自旋转以保持行星本身的独立性和完整性,因此,各行星运转是空间的而非平面的。

二、天体理论:先不提宇宙体系,只针对银河体系。银河系内有很个太阳系构成,所有太阳系在银河系的暗能量作用下以暗能量柱(球)做涡旋浮动,同时太阳系内各行星系又在暗能量作用下绕着太阳本身暗能量柱(球)做涡旋浮动。因此,银河系中各太阳系的运动是空间的,涡旋状运行的,其运行状态表明其运行速度是一个空间的向各个方向都存在的,而具是具有一定变化频率的。

通过对两个理论的了解,我们可以予见,地球是无法逃离太阳系的。首先,太阳系是受到着银河系的暗能量作用而在银河系空间内做涡旋浮动,因此多个太阳系之间是没有明显的界限,因此,银河系应该是太阳系群落组成,地球就算是逃出一个太阳系而又进入另一个太阳系,因此地球就算是有逃离能力也只能是在各个太阳系之间穿梭而无法逃离太阳系。


龙在江湖70335341


如何才能飞出太阳?

飞出太阳系并不是做不到,只是带上人还做不到。实际上,科学家就曾经发射过探测器,比如:旅行者1号和旅行者2号,它们的使命就是太阳系。

那如何才能飞出太阳系呢?

实际上,我们只要速度够快就行。这个问题,我们可以从牛顿的思想实验来思考。假设地球上有个理想的大炮。这时候向外开炮,炮弹其实会打出一个抛物线。

但我们要知道,地面其实并不是完全平的,实际上应该是曲面,只是曲率小到我们感觉是平的而已。

所以,其实地面是有向下的趋势的。如果我们让这个大炮继续开炮,这时候让炮弹的速度达到7.9km/s,这个时候,地面向下的量就和炮弹向下的量是相同的,炮弹也就成了一个卫星了,可以绕着地球转。

如果我把继续让炮弹的速度增加,达到11.2km/s以上,这时候炮弹就可以飞出去,摆脱地球引力的束缚。

如果还是在地球上开炮,让炮弹的速度达到16.7km/s,那这时候,炮弹甚至可以摆脱太阳引力的束缚,飞出太阳系。

因此,从地球飞出太阳系,至少要具备16.7km/s的速度,如果加上木星的引力弹弓效应,其实要达到这个速度还是有希望的。比如:旅行者号都是利用木星来给加速来实现飞出太阳系。

但即使是这样,人类依然做不到飞出太阳系。那具体是什么原因呢?

人类为什么飞不出太阳系?

实际上,飞不出太阳系的原因有很多,存在着各种客观因素,我们就来说最核心的一个问题:距离远离。

星际旅行就如长途旅行,因为天体之间的距离实在太阳太遥远了。我们要知道旅行者号可是在上世纪70年代就发射了,而它们现在才到了太阳系的边界而已,这可是整整40多年过去了。而我们要星际旅行主要途径一些补给站,否则,哪怕是准备一个人40年的饮用水和饮食,这个飞船都带不走。在太阳系来建立补给站还好。但是一旦出了太阳系,就会进入一片真空区域,前不着村,后不着店。到那时候,如果选择不回来,继续飞行,那最近的补给站都得到比邻星。这距离太阳系大概要4光年左右。

如果以第三宇宙速度也就是16.7km/s,要想到达比邻星至少都要7万年以上。也就是说,出了太阳系,要到下一个补给站至少要7万年的时间。这已经不是食物和饮用水够不够的问题了,这都远远超过一个人的寿命了。如果一个人的寿命按照100岁来说,那一个人要花700辈子才能飞到那边。

如此的距离,使得我们不能不把非常做得比航空母舰还要大得多,不仅要配备充足的食物和饮用水,同时带上足够多的人去,并且要在飞船上构建一个人类社会,这非常类似于年初非常火的那部电影《流浪地球》。

但是,如果这么多,就又会带来另外一个问题,那就是如何让如此巨大的飞船达到宇宙第三速度?按照目前人类的技术,我们根本做不到这一点。因此,由于星际旅行之间的距离实在太远太远,直接导致载人飞出太阳系的可能性几乎是不可能的。也有人为,正是因为整个原因,我们才找不到外星人,而外星人也找不到我们。

如果飞出太阳应该具备什么条件?

从上文的讲述中,你也应该发现了,其实最难克服的是距离。因此,我们得具备让飞船可以达到相当快的速度,越是接近光速越好,但是根据相对论,速度越快,质量就会远大,要再加速就越困难。因此,需要极为强大的推进装置,可能可控核聚变都还只是一个起步,毕竟这个转化率不到1%。或许,如果未来可以利用正反物质湮灭来提供能量,那可能可以做到超强大的推力装置。但这还远远不够,还得能设计出足够扛造的飞船,能够承受住在如此高速之下还不散架才行。当然,以上我们还没有考虑到人是否能够承受得住。

所以,我们会发现,这种项目其实是一个系统工程,不只是一方面搞定了就可以,而是要注意各个方面。对于如今登月都不太容易的科学技术来说,要做到这一点真的是不太现实。


钟铭聊科学


人类是否可以飞出太阳系,就目前的技术而言,可以将死人带离飞出太阳系。

为什么?

因为死人不会吃东西!

目前所有探测器,包括登月,其实都只带有少量的食物。探测器卫星等等最多也就几吨的重量,人类现目前还无法将更大重量的物体给弄到太空中去(通过火箭)。

其实如果加强一下飞机也可以飞到太空,但经过加强的飞机也仅仅只能在太空中呆上几天而已。

要让人类飞离太阳系需要克服很多个难点。

1、空间

飞船必须有足够生存的空间,不会是一两平米,如果是这样的话,那个人绝对会半路就疯掉。

2、食物

没错,还要储存数十年的食物,才能经历一次往返的旅途。

3、空气

几十年的空气储备,也需要飞船拥有更大的体积,或许要重上几十吨。

4、重力

如果在一个无重力的环境下生活几十年,那可能身体会发生巨大的变化,所以这个飞船里要有一个重力装置。以现目前的技术水平无法发明,就算发明出来,体积也会相当庞大。

5、燃料

要飞这么久,其实这个并不是问题,敢肯定的是,第一台载人飞离太阳系的飞船绝对是核能飞船,如果携带普通的燃料,可能会比整个飞船还要大几十倍。而且还要考虑到燃料结冰的问题。

(更多的东西可以在评论区帮我想想)

所以,这一个飞船的重量最少也要数百吨(理想状态,现实应该是2~5000吨)。考虑到飞离太阳系可能是做科研,所以只可能更重。

这些种种因素,人类想要飞离太阳系最早应该是23世纪,最晚是25世纪。


你是我的大白兔723


不是能不能,而是必须要!

人类有个最坏的宿命-消亡。几十亿年后,太阳注定变成红巨星,地球不再是人类赖以生存的家园。在那之前,我们要做好逃离这个星球的准备。

要实现真正的星际旅行,需要克服一个很大的问题-距离。那种超快的航天器,人类有能力制造吗?

不能再使用常规的燃料来作为推进剂。目前三种方式比较主流-核裂变、核聚变和反物质。

核裂变推进剂的火箭技术

当原子裂变时,产生的“分裂碎片”速率可达到光速的3%。假如我们将两个核裂变火箭合体成二级核裂变火箭,让它的飞行速率达到光速的12%,再加上两级减速火箭,那么人类大概只要50年就能抵达半人马座α恒星了。

核聚变推进剂的火箭技术

如果掌握了核聚变的可控技术,将能控制聚变反应形成的带电粒子,并使它们从一个磁场喷口释放,这一过程可被利用于二级火箭,让它的速率达到光速的6%。

反物质推进剂的火箭技术

反物质就是可以以近100%的效率将物质转化为能力,也就是把物质与其景象反物质相结合的原理。反物质火箭内部,加入重量同是半磅的反氢原子和氢原子,在燃烧室中混合,这两种原子结合冲突时产生能量回避10兆吨氢弹产生的能量还要强。采取同核裂变火箭技术差不多的方法,利用磁场将这些例子束缚起来,可以让它的喷射速率达到光速的三分之一,让火箭的最高速率达到光速的66%。

推进剂之外的技术:光子火箭

光子火箭的主要推进系统是一面直径达几十平方千米的巨大凹面反射镜。发动机工作时,将正氢和反氢引到凹面镜的焦点处,它们在那里相遇湮灭,产生光子。向各个方向发射的光子,经过反射镜的反射,形成一股向后喷射的光子流,它们的反作用力推动飞船加速飞行。

虽然这些技术现在还不能实现,但人类的使命感迫使人类不断的研究,相信总有一天人类能飞出太阳系。

当人类飞出太阳系,甚至银河系的时候,人类才能真正主宰自己的命运!


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