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星际探索

时间:2019-06-20    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

星际探索

 

星际探索的最大障碍是速度。人类要实现到恒星际探索的梦想,必须提

高速度。像“先驱者 10 号”探测器到达半人马座要花八万年,八万年对一个

人来说真是个天文数字,也是个没有多大意义的数字。再说科学家们抱有极

大希望的巴纳德星,此星距地球 500 万亿公里,同太阳类似,其直径质量为

太阳的 1/5,表面温度为太阳的 1/3 左右,并且有行星环绕,很可能有生命。

但以目前宇航的最大速度每秒 20 公里计算,仍然需要 10 万年。这同样没有

多大现实意义。因此,提高航天器速度是当务之急,关键之关键。

但可能吗?真有可能。光速是每秒 30 万公里。按光速计算,人类到达巴

纳德星只需六年的时间,六年是个极具诱惑力的数字。当然也有科学家提出,

根据爱因斯坦的相对理论,运动物体接近光速时会产生长度、质量、时间的

各种变化,即各种物理效应,光速是一种极限。可天文学家首次发现,一种

名叫 3C48 的类星体远离太阳的速度达到每秒 27 万公里,27 万公里和光速的

30 万公里极为接近。这就使一些科学家们对光速不可超越的神话产生了怀

疑,有部分天文学家,还有一些哲学家都认为光速是可以超越的。这就使我

们对恒星际探索增加了信心,倍感鼓舞。

不过,话说回来,目前人类的科技水平已够人振奋了。因为很有希望的

核聚变飞船即将问世。我们知道,在核裂变(如原子弹)、聚变(氢弹)时

会产生巨大的能量。用氢的同位素氘、氚,或者用氢的同位素氦 3 和氘作燃

料,在进行裂变时,其释放的能量,可以获得每秒 1000 公里的喷气速度,这


个原理已在氢弹爆炸中得到证实。而且,现在由于激光束和电子束可以代替

原子弹起引爆氢弹的作用,将来的氢弹可以做得相当小。

科学家们设想:用氦 3 和氘作燃料,制成微型氢弹 300 亿颗,每秒爆炸

250 颗,可以直接达到每秒上万公里的速度。

不过,这里又产生了一个问题,到哪儿能搞这么多的核燃料呢?有人预

计用一种五万吨的太空飞船,从木星轨道出发,加速 600 天,把速度提高到

每秒 3~6 万公里,用 50 年的时间就可以到达巴纳德星。这个飞船关键是需

要五万吨核燃料,其中氦 33000 吨、氘 20000 吨。五万吨核燃料地球上不够,

必须到别的行星去取,为此就要建空中加工厂,看来也不容易。好在核聚变

飞船并不是不着边际的离奇幻想,它有现实的基础。

提出核聚变飞船的想法并非只有一个。1969 年有个工程师罗勃脱・恩兹

曼还设计了一个以重氢核聚变为动力的星际飞船,该飞船储有 300 万吨超冷

重氢燃料,并储藏在一个巨形球体中。该球体后面有三个柱状圆筒,每个圆

筒有 20 层,每层有一百多个房间,飞船的尾部有 24 个推进机组成的推进系

统,可以把飞船速度提高到每秒 2.7 万公里。大约 60 年后,它可以飞到半人

马座的卫星上。

另外还有猎户座核裂变飞船和巴萨德冲压式喷气式发动机飞船的想法。

前者是 50 年代物理学家西奥多・泰勒和弗里曼戴森设计的,该飞船用核燃料

进行裂变,裂变产生的能量相当于 1000 吨梯恩梯炸药。核爆炸会产生气浪冲

向尾部的一个钢板,钢板吸收震颤,使飞船前进。后者是物理学家罗勃脱・巴

萨德提出来的。冲压式喷气发动机不用携带燃料可以在空中收集,它根据的

是德国空间科学家尤金・桑格原理。此原理认为,两个质子聚合形成中子时,

能产生推力。冲压式喷气发动机飞船长约三公里以上,其速度可达每秒 6.9

万公里。

最高明的设计可能是太阳光速风帆了。它由物理学家罗勃脱・福沃德提

出。该风帆用一种铝丝薄膜组成,能反射激光束,能把风帆的速度提高到每

秒 15 万公里以上。

太阳光速风帆带有一个助推器。当风帆初步发射入轨道时要折叠起来;

当助推器把风帆推到高轨道上空时,助推器要自动脱离,让风帆再张开并吸

收光束,逐渐把速度加大。

风帆也可以返回地球,它有外圈和中心圈两个部分。中心圈可以倒转,

使外圈受到不同方向的激光束。据说,世界空间基金会对太阳光速风帆很感

兴趣,有投资的打算。

恒星际探测除速度是个问题外,通信和方向也是个难题,同时发射恒星

探测器的时间和飞行轨道也要掌握好。行星际探测器的发射精度要求高,可

谓“差之毫厘,谬以千里。”譬 如,火星探测器入轨时的速度误差达到 1 米/

秒,那么到达火星就会有 10 公里距离的误差,当然,就更不用说恒星际空间

探测器发射的精度了。同样,话说回来,从整个探测器运行过程来看,各计

算机系统、结构系统、无线电控制系统、热控系统等,都需要达到更高的技

术要求,这是不言而喻的。

恒星际空间的环境人们现在还没有完全了解,但对其条件的“恶劣性”

必须要有充分的思想准备。对探测器的信息与图象传送也必须用新的方式,

有科学家提出不时地释放中继站的想法,但还没有实践过,需要静候佳音。

“路漫漫其修远兮”,在空间探测的路上会充满艰辛与险阻,但人类不


会被一时的失败而吓倒。因为今天的失败会孕育明天的成功。空间探测,这

个充满着诗意与浪漫,夹着危险与希望的色彩,高度理性和科学态度对待的

排头宇航事业,等待着一代又一代的年轻人砥砺意志、无私奉献

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