海王星適合居住嗎?造個天空之城理論上是否可行?

科鼠


在海王星上建造一個天空之城?為什麼要選擇海王星呢?海王星是太陽系八大行星中距離太陽最遠的一顆星,其能受到的太陽能量輻射非常低,即便能成功在那裡建造一個天空之城,但那天空之城能夠住人嗎?要知道海王星的表面平均溫度低至零下200℃呢,那這不就是意味著我們所建造出來的天空之城所處的環境溫度也是那麼低嗎?

實際上,海王星的表面溫度低至零下200℃並不是重點,因為在太空中,只要跑出了地球的大氣層,零上幾K的溫度顯然已經是常態了,只是海王星距離太陽太遠了,它所能接受到的太陽輻射太弱,即便它是正對著太陽,那太陽對它來說也不過是一顆稍微特殊一點的星星罷了吧。

當然,若如果實在是不考慮太陽方面的應該,而只是單純地想在海王星上建立一個空中之城,這是否可行呢?

海王星上有大量的氫、氦、甲烷以及水蒸氣等氣體,從某中程度上說,氫或者是甲烷確實可以拿來當作天空之城的基本燃料,這是沒問題,但是問題就在於氧。相信在氧相對稀缺的海王星上,氧才是屬於真正的燃料吧,有多少氧,基本上就燃燒多少氫或者氦,然後就提供多少能量。可是,氧該怎麼弄到呢?利用天空之城中的光合作用?陽光都沒有,哪來的光合作用呢?這還需要通過燃燒氫或者甲烷來提供能量供應呢?因此可以說,在海王星上利用太陽來進行光合作用產生氧氣基本是不可能的,即便是可能,即便是利用燃燒氫或者甲烷的能量來發光,讓植物進行光合作用產生氧,那也是難以撐起城中的所有生物的呼吸的。

那麼,通過燃燒氫或者甲烷來發電,然後用電來分解水,最終生產氧氣呢?乍一看,這方法可行,可再仔細一看就會發現,那燃燒氫或者甲烷的氧又從哪裡來?根本能量守恆的概念去理解這條思路,發現在化學能的轉化上,這根本就是行不通的。

既然利用化學能來給天空之城提供一條能量的轉化鏈行不通,那麼利用核能呢?這肯定行了吧。

核能,其實這是完全沒有問題的,但是在海王星上,最最關鍵的是,你要找到核材料才行啊。


小民科


海王星適合居住嗎?造個天空之城理論上是否可行?

海王星是八大行星的尾巴,它的發現是牛頓經典力學最後的輝煌!1781年3月13日赫歇爾發現天王星之後,天文學家就發現天王星的軌跡和計算的軌道總是差那麼一點點,因此而懷疑在它的軌道外側還有一顆天體在影響天王星,1846年9月23根據勒維耶的精確計算,柏林天文臺在勒維耶預測的位置偏離1°的位置發現了海王星!

《Wanderers》征服太陽系劇照

海王星距離仍然比較符合提丟斯定則的預測,距離太陽約30個天文單位,它的質量是地球的17倍(木星的1/18),是一顆冰巨星!海王星有一個地球大小的岩石質內核,其餘組要由氫、氦和甲烷以及大量的水和氨等,在海王星內層,氨水混合物構成了海洋,它是一種奇怪的過熱液體,但卻被稱為是冰!

海王星和大黑斑

海王星距離太陽比較遙遠,因此表面溫度極低!大約在零下200度左右!

海王星那麼冷,能製造一個漂浮在海王星大氣層上的天空之城嗎?

看海王星是一顆氣態巨行星,它表面並不適合建造城市,不過並不代表它不能製造漂浮城市,因為氣態巨行星都有一個超級厚的大氣層,總有一個高度是適合建造漂浮城市的!我們來看看到底適合不?

海王星的大氣層主要是:氫和氦以及微量的甲烷

早期地球上出現的熱氣球利用的是熱空氣密度減低的原理升空的,後來改用了不會燃燒的氦氣作為飛艇的填充氣體,但氦氣成本極高,又換成氫氣,1937年5月6日“興登堡號”飛艇在新澤西州爆燃墜毀事件後,飛艇一度沉寂,後來因為飛艇有著極低的使用成本和超高的運載能力,又被提上了日程,但想再現二十世紀三十年代的輝煌,基本也無可能,因為飛機發展起來了!

興登堡號於1936年5月9日到達萊克湖

從飛艇的發展史,我們注意到飛艇有三種升空方式,加熱空氣,使用比空氣密度更低的氫氣或者氦氣,但問題有點麻煩,因為海王星的大氣就是氫氣和氦氣組成的,那我們怎麼才能漂浮在海王星的大氣層上方呢?這可是個頭疼的問題!

  • 動力維持高度?

比較早出現在科幻片中的飛行航母是《天空上尉和明日世界》中的飛行航母,有中機械朋克的風格,而《復仇者聯盟》中的飛行航母則明顯和現代風格比較接近。但無論是nazhong哪種,維持高度的方式是空氣螺旋槳,儘管很科幻,但原理並沒有超出我們的想象!

《天空上尉和明日世界》中的飛行航母

這種風格應該有很多朋友都不喜歡,就是一個大四軸,比魚鷹這些雙旋翼的穩定性會好一些!下圖中的也是這種風格:

當然如果要懸浮於海王星大氣層中,這個要求頗高,因為氫比重低嘛,要排出更大流量的氣體才能支撐這個基地保持高度,否則就掉到海王星的氨水海洋中去啦。

與其在氣態行星上折騰,不如去金星上爽一下!

金星的條件大家應該都知道了,除了大小和地球沒啥差別,其他的條件就千差萬別了,比如距離太陽只有0.7天文單位,表面溫度大約是攝氏450度,大部分都是二氧化碳的酸性大氣層氣壓高達地球的90倍!所以那絕對是個地獄!

但金星的大氣層頂就不一定了,2011年金星快車探測器發現大氣層頂可有臭氧層,而且溫度比較合適,這個臭氧層的形成是二氧化碳被紫外線解離,碳元素質量比較大,氧元素則比二氧化碳輕,因此在這個位置能夠長期保持(部分會在太陽風作用下逃逸)。

二氧化碳的比重是1.97,氮氣的比重是1.25,也就是說即使地球大氣層中的空氣帶過去填充在飛艇中,也能保持懸浮,是實在是好事,根本用不著易爆的氫氣(金星大氣層的氧含量不高,氫氣還比較安全),也不用昂貴的氦,溫度合適,陽光充足,絕對是個旅遊度假的聖地!

2018年10月17日,NASA宣佈了一個聽上去實在激動人心的計劃:“高空金星操作概念實驗(HAVOC),打算在距離金星表面60千米的高空利用飛艇製造一個飛艇雲城!在這個高度上,大氣溫度非常合適,也沒有酸性大氣層腐蝕(比較重,停留在進行表面附近),比起在木星或者土星這些氣態行星大氣層中製造天空之城,門檻降低100倍,關鍵是它距離地球非常近,因為金星是距離地球最近的行星(沒有之一哦)!

當然從現在來看,即使是金星的飛艇雲城計劃,也具有太大的難度,如果人類能將離子推進火箭發動機發揚光大的話,那麼太陽系內行星,至少火星和金星肯定受益者,畢竟一兩個月甚至更短就能一趟來回的誘惑力實在是太大了!


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