03.02 人类一千年以内能否造出成熟的聚变引擎以离开太阳系?

三分说电影


相对于最近几百年人类科技如此迅猛发展,一千年时间可以说几乎有无限的可能性,按照目前的发展速度来看,甚至总部了一千年时间,人类就能完全控制核聚变用于宇宙飞船,这就等于在宇宙飞船上安装了一个“人造太阳”,源源不断地输出能量!

而宇宙中最不缺的就是氢,所以,理论上,如果有一天人类能够像如今控制化学燃料一样控制核聚变,意味着我们几乎拥有源源不断的燃料!

而且,科学家们们推测,核聚变动力能够让飞船获得10%的光速,也就是3万公里/秒的速度,这个速度虽然放在浩瀚的宇宙显得还是很慢,但在太阳系里遨游,这样的速度已经很快了!

我们对太阳系的真实大小并没有一个准确的数据,但科学家们估计太阳系直径至少有1光年,如果核聚变宇宙飞船以10%光速飞行,离开太阳系只需要10年时间!

所以,几乎可以肯定的是,一千年内人类可以离开太阳系,走向更广阔宇宙空间!甚至我们会研发控制更高效的能源,比如反物质能源,它是一种比核聚变更高效的清洁能源,能产生更大的动力!

所以,可以预见的是,成功驾驭核聚变能源很可能就是人类实现真正星际旅行的开始,届时环太阳系旅行将代替如今的环球旅行,成为我们生活的家常便饭,而太阳系八大行星最远的海王星距离地球30亿公里,3万公里/秒的速度仅需要不到28小时就可以到达,到达火星更是只需要半个小时左右!


宇宙探索


首先表达一下我的观点:一千年足以!

目前人类的核聚变研究只是停留在实验室阶段,即使是前不久中国在可控聚变反应上取得了不小的进展,但依旧只能实现短时间的运行。一千年的时间相对于人类的历史虽然并不算长,但人类目前已经掌握了计算机技术,所以以后人类的科技进步速度不是以前人们单靠大脑能比的。所以一千年以后,人类掌握重聚变发动机技术是很有可能的,如果掌握了这项技术,飞出太阳系是迟早的事情。

但人类探索太空的问题并不在于能否飞出太阳系,而在于能否到达另外一个恒星系。其实宇宙之间恒星系之间距离是非常遥远的,即使出了太阳系,到达另外一个星系的距离也十分遥远,最近的比邻星也有4.2光年,光一秒可以传播30万公里,假设飞船速度能达到光速的百分之十,那么到达比邻星至少需要42年,如果飞船的质量是一万吨,飞船的动能1/2mv^2,计算出的数字将十分惊人,需要的能量太多,如果想减少能量消耗,只能降低速度,而人类根本经不起那么漫长的星际旅行,所以还需要休眠技术的发展才行。并且飞船容错率太低,空间太过狭小,不能提供人们几十上百年长久生存的必要条件,一旦遇到什么事故就功亏一篑了。而《流浪地球》中为什么要带着地球跑路呢,因为重聚变发动机就是烧石头,而地球大部分就是石头,并且也是家,家都没了,亲人也没了,飞船上的人或许熬不了那么久。





我不是六娃


人类一千年以内当然可以造出成熟的聚变引擎以离开太阳系!

首先,我们可以看一下太阳系的大小!太阳系的大小按照不同的算法会有不同的大小!但是,一般来说大家比较认可的是,按照引力来进行计算的方法!即太阳系半径可达2光年,直径可以达到4光年!这也是为什么我们必须要发展成熟的聚变引擎的原因。毕竟即使按照目前最快的速度—第三宇宙速度飞行,也才16.7千米/秒,与光速3.0*10^8千米/秒相比,仅是光速的0.000000055666667!因此,如果想要飞出太阳系、即飞出4光年的距离,就需要4*17,964,071.85628743=71,856,287.4251497,即7100万年以上!就是说从恐龙统治世界飞到现在,才能飞出地球!

其次,如果我们能够制造出成熟的聚变引擎,那么根据相关专家介绍,其速度可以达到1/10倍光速!那么,想要飞出太阳系,最多也就是40年!显然还是可以实现的!当然燃料的问题,只要使用宇宙中非常多的氢元素,就可以实现!


地震博士


一千年这么长的时间是肯定可以造出成熟的核聚变引擎,也可以离开太阳系。但是离开太阳系却未必是利用核聚变引擎,那时候也许有新的能源利用方式。

试想一下一千年前的地球科技是什么样的,那时候还处在农业社会,所有的工作全靠人力手工,那时候根本想象不出什么是计算机,现在已经是无人不知、无人不用了。

核聚变这种方法,我们人类已经有所了解,还不是完全想象不到的新科技。科学技术从来都是加速度发展的,看看工业革命以来,人来的科技比起之前的几千年有了多么巨大的发展。

核聚变现在的不可控是因为超高温,没有材料可以储存。但是科学家们已经想出了用磁约束的方法,进行了控制。所以这个领域的科技发展100年内就可以实现可控核聚变。

在未来一千年,不仅有人类自己的智慧,还有人工智能的智慧,那是多么巨大的生产力,科技的推动一定是越来越快。

甚至乐观的预计,在100年内,不光可能实现成熟的核聚变引擎,也有可能离开太阳系。


最爱科学


虽然希望不大,但还是要充满希望。火箭如何飞,那是有能量加上工质。所以说,现在的火箭推进剂既是能量来源又充当工质。燃烧、喷射,反作用力,火箭上天。

核聚变引擎用什么做工质呢,总不可能“干烧”吧,用什么物质来充当被喷射出去的工质。这个问题,还不是首要的难题。

首要的难题是核聚变的温度太高,没有材料可以装得下这样的反应炉子以维持更长时间。现在维持核聚变反应最长也只有102秒,采用磁约束的方法,但依然避免不了高能中子撞击反应炉子。

材料方面搞不定,那么核聚变就无法继续下一步实用化。

首先得应用核聚变来发电才行,之后再考虑应用到飞船上,不过,现在连第一步都还没有眉目。

化学火箭可能还需要再存在相当长的一段时间。

当然了,如同题目所说,如果能研制出来成熟的聚变引擎,那么离开小小的太阳系是完全没有问题的,只不过1000年的时间未必可以。

你们的看法呢?


科学船坞


这个问题可以归结为两个问题,一是在一千年内造出成熟的聚变引擎,二是在一千年内利用聚变引擎离开太阳系。

先说第一个问题。核聚变是一种高效的能源,其释放的能量比核裂变要大,更是要远远大于化石燃料。而且核聚变的废料比核裂变更加清洁,对环境的污染要小。此外,核聚变所利用的燃料是氘和氚,海水中的氘总共有约45万亿吨,而氚可以由锂制造,地球上锂的储量有两千多亿吨,因此核聚变根本不需要考虑原料问题。

但人类目前还没有掌握可控核聚变的技术。虽然氢弹利用的就是核聚变的能量,但它并不可控,只能在一瞬间释放全部的能量,无法实现能量的缓慢释放。核聚变需要超高温以及超高的密度,但这两个要素是相互矛盾的。核聚变需要的温度超过了一亿摄氏度,这一温度足以烧毁任何物质,因此,用什么方法来约束反应物,还要使它保持高密度,这一难题是阻止人类攻克可控核聚变的一座大山。

虽然困难重重,但笔者估计,我们应该会在本世纪之内就可以在工程上实现可控核聚变。

再来看看第二个问题,人类能在一千年内离开太阳系吗?笔者本人对此是持肯定态度的。举个例子,1969年人类登上月球,不用说一千年前的969年,登月这事就算在两百年前的1769年,也是无法想象的。因此人类在1000年内造出核聚变动力,离开太阳系也不是不可能。


深空电报


星际旅行的难点不在于能源是否足够,而是在于如何实现在真空中加速。即便人们1000年内掌握了可控核聚变,那么也难以短时间内飞离太阳系。



真空中空无一物,无处受力,所以如何给力使飞船加速是个头疼的难题。目前人类发射的太空探测器,多数都是利用飞到太空的初始速度进行飞行,或者利用星球的引力弹弓效应加速,而它们携带的稍许喷气式燃料也仅仅是为了有限地微调整这些探测器的姿态而已。距离地球的太空中太阳能很丰富,现在的技术就可以利用太阳能发电,但是发了电也仅仅是供一些电器设备,根本无法利用电能让探测器获得动力。现在唯一可以在真空环境中让飞行器受力的手段就是喷射高速气流,让飞行器反向受力从而获得动能。核聚变虽然可以提供巨大的能量,但是这些能量却无法直接转变成飞行器的动能,根本无法让飞行器在真空中做到长时间、无限次变速、加速运动。



所以,未来人类能否遨游太空,关键的技术就是研究一种可以在真空中驱动飞船获得速度的引擎。很显然,核聚变引擎可以供能但不能驱动飞船。故而,我们必须要找出真空的性质、或者说是空间的性质,通过空间的某种规律直接加速飞船。比如曲速引擎+核聚变引擎,曲速引擎负责压缩和伸展空间,而核聚变负责供能。我们知道空间可以扭曲,但是如何扭曲是个难题,这也是制造曲速引擎的难点。还有就是真空中充满了负能级的电子,如何在这些负能级的电子上做文章驱动飞船,也是一个突破口。



另外,真空零点能也不见得比核聚变差。所以综合来说,核聚变引擎也就能够满足人们在地球上飞行,出了太空根本不够看。


科学探秘频道


人类要是能够实现核聚变发动机,就不单单是离开太阳系的问题了,

人类就完全可以使实现星际旅行了。既然题主给出一千年的时间,个人乐观认为完全可以实现。

无论是霍金的不断预言,还是三体这样科幻小说的渲染,人类越来越意识到地球上生命的可贵,而宇宙中的不可预知的灾难远远比我们想象的更多,起码未来上亿年,地球肯定会被太阳所吞噬,也许还会有其他诸如小行星撞击的情况,所以离开地球,走出太阳系,去发现其他适宜居住的行星,是地球上未来人类必然的命运。

然而现在我们的太空技术和要飞出太阳系探索其他星际还是有天大的距离,为了实现星际旅行,当然人类在各种科幻作品中都设想了多种可行的技术。比如等离子发动机,太阳帆,核聚变发动机等等。

核聚变发动机在上百年内实现的可行性比较大 。

虽然目前我们在地球上还没有实现可控的热核聚变,但上百上千年,足够我们技术的飞跃。首先核聚变驱动飞船的燃料问题最容易解决,地球上,乃至宇宙中都有储量丰富的氢,飞行中就可以进行收集。通过热核聚变的上千万度的高度,使氢元素聚变,释放出巨大的能量。冲压式核聚变发动机可以使飞船加速到光速的几分之一,这样飞船足以进行星际旅行。理论上,宇航员可以通过冷冻等暂停生命的方式,在有限的生命周期内到达我们目前所知的星系。

毕竟这是我们目前在臆测千年后的太空科技,也许地球科技大爆发,百年内就能实现载人飞船飞出太阳系。也许千年内,其他例如反物质发动机也能够实现,也许那时爱因斯坦光的极限速度也可以被突破,未来的世界,谁知道呢。

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量子实验室


探测器是可能的,但人类离不开,寿命有限,即使寿命无限,你也会死在有限的空间内。


平常人246089341



现在是公元2018年,1000年内也就是3018年之前,人类现在已经知道了核聚变的原理和触发方法,现在只是把核聚变从不可控变为可控

1000年内人类完全可以掌握可控核聚变技术并且用它制造飞船用的可控核聚变引擎,就拿可控核裂变来说,有了爱因斯坦质能方程和科学家发现的放射性原理,最后经过了几十年人类就完美的掌握了核裂变技术,不管是可控的核电站还是不可控的原子弹。



虽然可控核聚变要比可控核裂变简单的多,但是现在对于可控核聚变的研究也已经很完善了,需要的只是约束超高温核聚变火球的技术,现在各个国家所使用的托卡马克装置就是利用磁约束来实现短时间的可控核聚变。

根据世界各国一起合作的ITER(天然太阳)计划,2007年到2025年建造完成,2025年12 月第一次点火,2035年正常运转,最迟2050年前后实现商业化应用,正式让人类进入核聚变时代。

等到可控核聚变反应堆研发成功之后,第一件事就是应用在发电技术上,建造核聚变发电站,随之而来的还有各个国家队聚变堆小型化技术的研究,从而让可控核聚变可以用在航母核潜艇上,不过鉴于核裂变反应堆就能满足地球内航行需要,聚变堆更有可能背用在宇宙飞船和巨型运载火箭上。

1000年内研发出可控核聚变引擎来飞出太阳系是很简单的,太阳系的逃逸速度是16.7km/s,现在的旅行者一号利用引力弹弓都能飞出太阳系,更不要说几百年后的核聚变飞船了。


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