03.03 如果全人类付一切代价,能在100年内造出能飞往几光年星系的宇宙飞船吗?

倾心独恋7603


如果全人类付一切代价,能在100年内造出能飞往几光年星系的宇宙飞船吗?

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!

曾经猎户座就是在屁股后面丢核弹,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。


星辰大海路上的种花家


首先很高兴看到你的问题。我们知道宇宙中最快的速度就是光速,平均速度约为每秒30万千米,非常的快,每秒绕地球七圈半,因此对于人类来讲光速是一个遥不可及的速度。而光年则是光1年所走的总路程,约为9.6万亿公里。那么如果人类100年内拼劲全力的话,能否到达最近的类地行星,也就是比邻星B呢?

答案是不能,我们知道太空航行对人类来说那简直就是一场梦一样,虽然人类现在已经登陆了月球,2030年美国宇航局或许会对火星进行载人登陆,但是你可以看下,月球距离地球38万公里,而火星距离地球约为5000万公里,那么太阳系有多大呢,它的直径约为2光年。也就是19.2万亿公里,这简直就是天文数字。

而人类目前最快的航天器旅行者1号的速度连光速的千分之一都无法达到,就算未来这100年我们真的能解决了速度的温度,也就是达到了光速的20%,我们仍然需要很多的东西,是的速度快是最大的好处,但是一望无垠的太空中,所存在的只有恐惧,而你感受到的更是来自深空的恐惧。

人类一旦离开地球,我们将会没有重力的因素,虽然我们可以轻而易举的漂浮在太空中,但是由于人类已经适应了地球上的重力。因此这会给你的骨骼带来一定的变化,会变得更加的脆弱,同时能源和资源是一个巨大的问题,就算你的速度很快。氧气怎么办,食物怎么办,飞船的燃料又怎么办。太空旅行不是瞬移,你想去哪就去了,这需要过程,而这个过程却是最为困难的,除非我们能造出长达几百公里的巨型飞船,并且装载着超级多的物资,否则飞出太阳系那是可笑的说话。

以目前的技术来看,如果人类拼尽全力的话,能否在100年之内成功的遨游太阳系还是个巨大的问题,我们不说整个太阳系,就说是以柯伊柏带内侧的太阳系,都是难以想象的。在太阳系也就是约为100亿公里的空间内航行的话,太空飞船还是需要具备很多重要的因素,除非是找死,否则在太空漂流都是一个梦!

我是宇宙V空间,一个科普天文爱好者!本文由宇宙V空间原创,转载请注明出处!如果你对这篇文章有疑问,请在下方评论和留言!


宇宙V空间


100年后是2119年,时间很紧迫,但是有很大可能会实现。

2019年7月20日,美国宣布2033年载人飞船登陆火星。单程耗时8个月,到达后驻留火星2年,等待火星运行到近地点5500万公里的发射窗口,开始返程。全程历时4年,这是化学能火箭的极限,如果以此为工具,飞出包括奥尔特星云在内的太阳系,需要4万年,这是人类无法承受的范围。


更强大动力,核能,才是实现恒星际航行的源动力。

核能分为2种,核裂变和核聚变。

核电站,核动力航母等,用的都是核裂变的方式获得能量,人类对可控核裂变的技术,已经掌握的比较成熟。但是核裂变需要巨大的自然资源来冷却,这在太空无法实现。并且伴随着巨大的辐射,这对船员是致命的伤害。

而核聚变,被人类给予厚望,被称为下一代清洁能源。核聚变过程释放的能量,是核裂变的4倍。海水中可提取核聚变原料,并且不消耗自然资源冷却,辐射随时可控。太阳内部,就是不停核聚变的过程。对可控核聚变的研究,人类称之为人造太阳。


世界各国对核聚变的研发都投入了巨量资源,对这一取之不尽的新能源,充满了期待。

美国 在激光惯性约束和托卡马克装置这两种核聚变方式上,都处于世界领先地位。尤其是发明制造了集合了2种方式优点的等离子激发核聚变技术,一骑绝尘。2020年底,等离子装置将开始全面运转。

欧洲 得益于深厚的工业基础,在托卡马克装置研究方面,和美国并驾齐驱。在核心温度这一标志性指标上,已经达到了3-4亿度。只有达到这一温度,持续能量输出才可能实现。欧洲对核聚变的研发起步很早,累计了相当多的经验。尤其是德国,普朗克研究所天才般的优化仿星器设计理念,不愧叫普朗克。

日本 这是一个资源匮乏的国家,所以对新能源的获取,有着偏执般的执着。在核聚变研究方面,一直处于世界前列。1996年,就已经达到了4亿度的核心温度。这一世界记录至今保持。更新一代的托卡马克装置,预计2020开始运转。在托卡马克装置研究方面,日本处于世界领先地位,保持着多项世界记录。

俄罗斯 托卡马克装置的发明地,曾经,领先于全世界。无论是理论还是实验成果,是世界之巅。英雄暮日,今天的俄罗斯,已经落后于世界很多了,没有强悍的国力,无法支撑大国梦想。

中国 由于经济原因和国外的技术封锁,我国对核聚变的研究起步很晚。俄罗斯在1990年赠送给我国的托卡马克装置,是我国的起始点。随着国力的攀升,我国在核聚变领域的进步日益精进。2018年,坐落在合肥的中科院研究所在实验中获得了一亿度的核心温度,时长100秒达到了世界之最。2019年底,新装置落成,预计核心温度将达到1.5亿度。

2018年1月,国家发改委宣布聚变工程实验堆在合肥开工建设,初期投资1000亿人民币。为下一代反应堆累积数据,提供一系列科研数据和实验环境。争取在2050年建成商业反应堆。对这一建址地,三个城市参与了争夺,分别是合肥,上海,成都。最终合肥依靠中科院的优势胜出。

在金融发达的英美国家,私人核聚变研发公司极为活跃,民间资本大量涌入。现在的投入是巨额,但是,一旦成功,将获得不可想象的回报。英国的一些公司,在核聚变领域依托大学资源,获得了很多独特的成果。很多商业核聚变公司乐观的预计,30年左右,可以进行商业化运作。或许,我们就在新能源变革的前夜呢?

1905年,狭义相对论面世。E=MC^2告诉了我们这些低智人群,质能是可以等价转换的。1945年,原子弹引爆。时隔40年,中间还浪费了很多年。

事实告诉我们,要以运动的精神看世界,世界不会因为惯性思维而静止不前。我们每个人眼中看到的世界,只是世界小小的一环。以农夫的目光去看,一百年后还是种地放牛,以科学进步的目光去看,一百年后,不可想象。

制约星际飞船的核心障碍就是发动机推进技术。地球附近的太空环境,和冥王星附近的,没有任何不同。能在地球附近飞行,就能在太阳系外飞行。2070年左右如果核聚变已经商业化运行,发动机制造难题也随之解决。参考核爆之后到核潜艇的下水时间。现在的制作工艺技术,比50年代要强大多了。剩下的50年,建造发动机反而变成天堑了吗?



目前超远距离航天欠缺的生命维持技术,医疗保障技术,深度休眠技术,食物维持能力等等,也将同步核聚变技术的进步而发展。

在核聚变发动机建成后,运载能力对于化学能火箭将面临质的飞跃。可以达到数万吨乃至数十万吨。并且有效载荷极大,不再是土星五号3千吨的自重只能送45吨的阿波罗登月舱这样的效率比。直接从地面升空进入太空,和科幻片里的星际飞船一样。

这将是人类历史上第一艘真正的恒星级战舰,船员可以多达千人。其实这并不需要集合全人类之力,对美国,中国这样的超级大国来说,难的不是吨位,是发动机。包括日本,德国,英法,都有国力独立建造。

核聚变发动机的真空速度,理论上可以达到光速的12%~20% 以离地球最近的恒星,4.2光年之外的比邻星计算,来回用时45-70年。这是绝对可以接受的速度。

在2119年之前起飞,难道有绝对的不可能吗?如果和旅行者一号航向一样,在舷窗外还可以看到它。无畏前路漫漫没有尽头,依然永远向前飞行,哪怕我很慢,依旧要看这宇宙的奥秘。这不正象征着人类倔强而不屈的探索精神。


开心小鱼


全人类合作能在100年内制造出飞往几光年星系的宇宙飞船吗?我认为不可能,100年人类科技还达不到那个程度,还造不出足够快的发动机,没有足够快的发动机根本不适合星际旅行。

看过流浪地球的都知道,在2075年的时候,太阳即将毁灭,地球变得不再适合人类生存了。人类合作起来,在地球表面制造了行星发动机,把地球推向离地球4.3光年的比邻星。行星发动机的总推力达到150万亿吨,而地球的质量却有60万亿亿吨,但也要几千年才能把地球推到比邻星。因为人类是在地球上,很多的必需品都可以直接从地球上获取,存在的危险远低于宇宙飞船。而宇宙飞船上就不一样了,什么物品都必须从地球上带,没有足够大推力的飞船是根本不可能飞往几光年外的星系。

人类要想进行星际旅行,科技要足够发达。100年时间人类绝对发展不到可以制作出飞到比邻星的宇宙飞船。来比较一下人类文明的发展史,在1990年的时候,人类文明等级才0.58。而现在经过一百多年的发展,人类文明发展到哪种程度了,才0.72左右,用了一百年时间文明等级才增加了0.14.而人类要经过100-200年才能达到1级文明。根据卡达谢夫的卡达谢夫指标,至少得达到3型文明才能力进行星际移民。

所以说,一百年时间集合全人类的力量也不可能制造出飞往临近星系的宇宙飞船。


科学日记


只需要造出一艘飞船还是有可能的,从明年起要整合全球资源,技术共享,不要去管地球的生态,民生,就当是末日来临,成立全球联合政府,所有资源都倾斜到科技发展上,飞船是模块化设计组装,每一个功能模块有一个团队负责。一个团队的实力不亚于一个国家。从飞船设计,后续人才培养,全世界准备50年,再用后50年用来制造飞船,如果只是要制造一艘可能还有可能的。



这是一颗蔚蓝行星


感谢“倾心独恋7603”的邀请!

就这个问题我个人持乐观态度,我认为人类在100年的时间内,倘若是不计代价一定会制造出跨恒星际航行能力的宇宙飞船。

第一个问题:人类目前的航天能力如何?答:拥有行星际航行的能力!

在大部分人的印象中,人类目前有人飞船最远只能到达月球,这确实是事实。但以现在人类的技术要实现行星际远航并不是不可能,之所以没有实施,原因也很简单,目前的星际探索仍然缺乏大规模的投入。

为什么现代航天缺乏大规模的投入?因为航天在目前是一个超级烧钱而没有任何回报的事业,在人类缺乏逃离地球的紧迫压力的情况下,现代航天实际缺乏人为的主动助推,各国都把主要精力投身在经济建设层面,这和冷战期间美苏航天的投入形成鲜明的对比。实际上在现阶段人类已经具有了行星际航行的能力,譬如说登陆火星。NASS的局长在批评川普时早就豪言,只要预算足够登陆火星根本不成问题。我们中国也是一样,如果不计代价的投入航天事业,我们也有能力在10——20年内登陆火星。

第二个问题:恒星际航行的最低要求是什么?答:1%的光速!

国际上一般把跨越“行星”叫做“行星际航行”;跨越“恒星”叫做“恒星际航行”。行星际航行其实标准比较低,以人类目前的宇航技术加上辅助设施已经基本能够满足,譬如说建设轨道补给站或太空电梯,解决航天器克服地球引力深井消耗过大等等。但如果要进行恒星际远航,则必须实现技术的革命性进步。

以太阳系最近的恒星系统,半人马座比邻星为例,距离地球约4.3个光年,人类只有具备探索比邻星的能力,才能说具有了星际航行的能力。按照通常的意义上的理解,虽然跨星际航行有多种技术问题亟待解决,但理论上人类的载人飞船只要拥有了1%光速的航行能力,就有可能探测比邻星,拥有星际航行的能力!在刘慈欣小说《三体》中,第一舰队也是拥有了这样的技术,才敢对人类发动跨星际远征。

第三个问题:如果全人类付一切代价能在100年内造出能飞往几光年星系的宇宙飞船吗?答:能!

这个答案几乎是毋庸置疑的,因为楼主在问题的前面加上了一个先决条件,即人类不惜任何代价!这就给跨星际远征蒙上了一层悲壮的面纱。

从技术而言,100年的时间,在人类现行可展望的技术层面这个解决方案最可能的就是核聚变技术驱动下的工质飞船,虽然在《三体》中,刘慈欣先生将这种推进效率最高定义在了光速的15%,其实严格而言,按照科学家的推算这种技术最高也只是能将飞船推进到光速1%左右,理论上使人类探索比邻星成为了可能。虽然要维持人类的生命保障还需要解决很多相关的技术,但如果是不惜任何代价,相信人类在100年的时间足够能够解决这些问题。

其次,如果人类要不惜任何代价进行星际航行,除了这种硬性的技术进步还有很多非主流的解决方案,譬如说“世代飞船”,即不通过一代人进行星际航行。事实上在现阶段人类已经对这个问题进行探讨,按照科学家的计算,在排除近亲繁殖的情况下,人类的时代飞船至少需要搭载1000人才能保证人类的健康繁衍。这几乎也就是一艘中型航空母舰的规模,在技术上并不是人类不可逾越的鸿沟。

结论:所以综上所述,如果一定要在前面加上不惜一切代价这个先决条件,我认为人类在一个世纪内一定能够实现自己恒星际航行的目标。但反过来如果没有这个先决条件,这种可能性可能微乎其微,如果没有核战争等一类使人类必须跨星际探索、移民的驱动因素,人类还是要走一条相对稳妥的技术路线,需要进行长时间的探索、尝试。

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深度科幻


光年,宇宙中最基本的距离单位,然而到了人类这里,一光年是一个很难逾越的距离,人类的寿命不过百余年,更多的人都活不到100年,所以如果想要飞到几光年之外的话,那么宇宙飞船的速度得非常快,至少得在人类有限的寿命中飞到那个星系才行。


其实几光年之外的星系是没有的,星系与星系之间的距离都是以几十万上百万光年为单位的,几光年之外的,只能是恒星系统,比如说距离地球最近的恒星系统是半人马座三星系统,在这个恒星系统中,有三颗恒星,其中一颗是我们熟悉的比邻星。人类一直都梦想着走出太阳系,乃至于走遍全宇宙,但是今天我们连太阳系的家门口都无法走出,更别提到多少光年之外的恒星系统了。

我们都知道宇宙中最快的速度就是光速,光在真空中的速度是30万千米每秒,而人类目前所制造的最快的飞行器,其速度不及光速的千分之一,照此计算的话,如果想要飞到4.22光年之外的比邻星,至少需要几千上万年的时间。而人类的寿命只有这么长,如果飞行所需要的时间是这么久的话,那么人类应该做好在飞船上传宗接代的准备了。当今的航天器相比于光速而言,其速度还是太慢了,1977年发射升空的旅行者一号,经过42年的飞行,在太空中遨游了半个世纪,却仅仅只飞出了不到光一天所走的距离。


而如果想要把人带到外星系的话,需要考虑的问题就更多了,第一个就是燃料的问题,这么远的距离,虽然加速到了一定阶段之后就可以在太空中漂移而不浪费燃料,但是实际上飞船的轨道也是要不定时做修正的,毕竟搞不好可能就撞上一个陨石,然后功亏一篑,另一方面,人的补给如何考虑?如果人类需要长久地在太空中漂流的话,那么所需要的大量能量如何得到补充,或许可以在宇宙飞船上安装一个生态系统?

现有的燃料推进技术是无法满足星际航行的需求的,不论是化学推进剂亦或是核聚变推进,貌似都不太可行,唯一有可能的方式就是曲率引擎推动了,然而人类对于引力的了解还不够透彻,到曲率引擎发明,也不知道要等多少年。保守来说,至少飞行器的速度能够达到光速的十分之一,否则飞到几光年外的星系,那是痴人说梦,不可否认,人类的确是在最近的一百年里取得了很多的进步,但是这对于星际航行来说还是完全不够的。


想要走出太阳系,那么首先得走遍太阳系的几大行星吧,连自己家门口的星球都没逛完,还谈什么去外星系呢?目前人类还只在月球上登陆过,火星计划去但是还没有去,也不知道十年之内去不去得成,至于更远的星球,那就更难说了。一百年,其实并不算太长的时间,人类的科技进步可能还不足以让我们想去哪就去哪,那么保守点估计的话,500年之内人类应该是有可能去往外星系的。


镜像科普


毛主席曾说:“一万年太久,只争朝夕”,他所表达的大致意思是一万年以后才能等到的胜利,实在是太久了,我们更要抓紧时间,主动出击。而关于全人类付出一切努力,能否在100年内造出飞往几光年外星系的宇宙飞船这个问题,我觉的更多的是要有真正意义上的技术革新。

我们都知道,距离我们地球最近的一颗系外恒星是比邻星,虽然距离乍一看只有约4.22光年,但它表示的是这个距离即便是以光速飞行也需要4.22年才能抵达。这是什么概念呢?

现已知光是沿着直线传播的,且速度约为30万公里每秒,经过简单的计算一光分就相当于1800万公里、一光时是10.8亿公里、一光年是10万亿公里,而4.22光年就是42.2万亿公里,远远超过了日地距离(约1.5亿公里)的28.13万倍,即使是太阳光从太阳表面出发也需要约8.3分钟才能洒向地面,可想而知以光年为单位的天体之间的距离实际上本身就是一串天文数字了吧。

对于当今世界上最快的航天器而言,相比光速来说还差之甚远。由于地球受太阳引力的束缚,因此从地球起飞的航天器要想摆脱太阳引力的束缚,其飞行速度不能低于16.7公里每秒。而且背向太阳飞行的航天器由于太阳引力的影响,其速度会降低,为了能够提高航天器的速度,科学家巧妙的借助了“沿途”行星的重力场给航天器加速,将行星当作了“引力助推器”,也就是“引力弹弓效应”,例如现在正在外太阳系星际介质中穿越的旅行者1号等探测器都应用了这一原理来提速。

尽管“旅行者号”家族已经在太空遨游了快半个世纪,距离地球约220亿公里,仅仅只相当于一光年的约1/430,也就是说要430个43年才能实现1光年的穿越,而4.22光年就是约1900个43年的时间。

很显然,仅仅是依靠传统的以化学推进剂为燃料的航天器,就连距离地球最近时只有约5500公里的火星都要至少飞6个月,就更别说造出宇宙飞船载人完成4.22光年的星际穿越了,除非解决了航天器的超光速的速度问题以及太空中的繁衍生息问题,否则就是做太空梦。

以上内容,欢迎点评!


地理那些事


哪里需要100年,人类现在制造的飞船都能飞往几光年外的恒星系,目前旅行者1号和2号不是已经离开太阳系,进入星际空间了吗?虽然很慢,但它们总会到达另一个恒星系的,需要的只是时间而已,这两个探测器可是上世纪70年代就出发了。

题主的想法可能是指能够载人飞向其它恒星系的飞船,即使是这样,我估计也是能够实现的,因为人类知识的增长不是线性的,而是指数式的增长。目前火箭虽然还是化石燃料为主,但随着各国和商业公司雄心勃勃的登月、登火星计划的实施,人类文明从地球文明走向星际文明已是未来的必然方向,太空商业化将大大加快这一进程。

人类一旦在太空开始大规模的商业活动,太空引擎的革命就必然到来,各种新型太空引擎都将开始发展,最终会形成计算机芯片摩尔定律那种发展规律。每隔多长时间,比如5年,飞船的速度就会提高一倍,或者会以技术突破,突飞猛进的速度发展,100年内估计至少能达到1%到10%光速吧,足以将飞船在数代人的时间内送到邻近的恒星系了。

还有一种可能,那就是人类在100年内已实现不再死亡——不管是通过医学手段,还是变成生化人,甚至只存在于网络的虚拟人,那么派出飞船到邻近的恒星系就更不存在什么困难和障碍了。我乐观地相信,100年的时间,已足以让地球发展成我们现在还活着的人所根本无法理解的世界。


徐德文科学频道


这问题实在是有意思,按照你的描述,如果从两个不同的角度来思考,其实会得到两种截然不同的答案,也就是“不可能”和“有希望”。

说不可能的理由大家都很容易想到:几光年实在是太遥远了。

说有希望,是因为这个问题其实涉及到了一个我们根本无法想象的事情。

下面,我们就从这两大角度来分析一下。

以目前的情况来看,人类再发展100年就想飞出几光年是根本不可能的事情。

事实上,做出几光年的假设太过天方夜谭了,咱不要把理想搞成妄想,就说100年后,人类有没有可能飞出十分之一光年吧。

现在离开地球最远的飞行器是1977年9月5日发射的“旅行者一号”空间探测器。截止到目前为止,它已经在太空中漂泊了42年,距离地球大约217亿公里,这距离就不用提了,连0.3%光年都不到。

但“旅行者一号”的速度仅为17.062公里/秒,并不是速度最快的人造飞行器。

人类目前已有的速度最快的空间飞行器是NASA的“朱诺号(Juno)”木星探测器。


▲“朱诺号(Juno)”木星探测器

“朱诺号”于2011年8月5日被“宇宙神-5(Atlas-V)”运载火箭送入地球轨道;2013年10月利用地球引力的“弹射”飞向火星;2016年7月4日,它在木星引力的拉动下,速度被提高到了73.61公里/秒,创造了人造物体飞行速度的世界纪录。

同时,“朱诺号”还创造了另一项记录——纯依靠太阳能动力飞行距离最远的飞行器。

也就是说,它不需要携带任何燃料就能飞行。

总而言之就是,不管依靠何种手段或途径,人类目前的技术只能让飞行器达到73.61公里/秒的速度。这超过了“旅行者一号”4倍以上,不到5倍。

我们姑且按5倍计算,那么让“朱诺号”探测器飞行42年,它能到达的距离也不过只是“旅行者一号”的5倍,也就是1085亿公里。

那么一光年的距离是多少呢?

大约为94600亿公里,这个量级对于73.61公里/秒的速度来说,简直就是天文数字,需要花几千年才能飞得到。

即便只考虑十分之一光年,那也是9460亿公里,飞这么远需要花费数百年,这显然是毫不现实的事情。

当然,73.61公里/秒只是目前的速度记录,这一速度在未来也不是无望提升。

从1957年10月4日世界首颗人造卫星“斯普特尼克一号(Спутник-1)”升空算起,人类航天历史满打满算也只有62年的时间,62年能将速度提升到73.61公里/秒,那么可以相信再发展100年,是一定能继续获得提升的。

但如果依靠当前的驱动技术,提升空间的确不大。

现在的火箭或太空探测器能采用的无非就是两种驱动技术——“化学推力器”或“电推力器”。显然,无论哪种都是利用反作用力来获取速度的,这一模式如果不能突破,再怎么发展也掀不起多大的波澜。

速度无法产生质的飞跃,我们在里程上也就不可能取得质的突破。

不过前文说了,这问题涉及到了一个无法想象的事情。

问题中有一个信息是“全人类付一切代价”,这句话是不是可以理解为:全人类集中一切资源,倾注所有财力、人力、物力、精力专注于航天技术研究?

如果从这个角度来思考的话,我觉得人类在100年内制造出能够抵达几光年外的飞船,并不是毫无希望的事情,因为全人类集中起来做一件事会有多强大的力量我们无法想象。

坦白讲,对于这一点,我根本都不知道究竟应该如何分析。

由于人类社会架构的需要,每个人都从事着不同的工作,擅长的也就是不同的技能,所以在全球70多亿人口中,绝大部分人对物理学是一窍不通的。

不仅如此,在本来就屈指可数的物理学家中,大部分人的研究方向还跟空间推进技术毫无瓜葛。

也就是说,在目前的社会架构下,对于空间推进技术这件事,绝大部分人类是毫无用处的累赘,只有极小部分人在产生作用。

而全人类集中攻关,就意味着我们放弃掉当前的社会架构,所有人都只干这一件事,也都只学习与此相关的知识。

70多亿个物理学家集中精力研究一个问题,你能想象在这种情形下发展100年,人类的航天推进技术会产生多大的变革吗?

不知道你能不能想象出来,反正我是真的想象不出来。


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