03.03 如果全人類付一切代價,能在100年內造出能飛往幾光年星系的宇宙飛船嗎?

傾心獨戀7603


如果全人類付一切代價,能在100年內造出能飛往幾光年星系的宇宙飛船嗎?

這是一個開腦洞的話題,感覺到了地球正在建設太陽系艦隊的時代,你猜得沒錯,《三體》中得知三體人飛船正以光速1%的速度前往地球時的心態是一樣的,否則怎麼會不惜代價呢,畢竟生活還是要繼續的!不過既然假設了,那就老討論下需要突破哪些技術!

如何大規模進入近地軌道?

很多朋友都會認為這不是宇宙造飛船麼,為什麼要大規模進入近地軌道?其實如果要造一艘恆星際飛船的話,大量的材料從哪裡來?總不能去抓顆小行星來在軌道上冶煉金屬現場建造吧!所以大量的材料必須在地球上製造好再去太空組裝!另一個方式是在太空製造激光快速成型設備,然後運送各種原材料粉末去太空直接製造,這種方式可以減少材料體積,但各種保障設施的體積仍然不會小!當前和不遠的未來有兩個方式:

  • 火箭發動機
  • 空天發動機

前者就是我們常見的火箭發動機,這是當前進入太空的唯一手段,技術成熟,很多國家都有這個條件!但效率低下,成本高企,甚至有效載荷只有全火箭質量比的1%-2%多一點,假如我們要製造一艘十萬噸級別的宇宙飛船的話,總共要消耗約千萬噸級的燃料,這是在令人無法接受。

後者就是一種渦輪噴氣+衝壓發動機+超燃衝壓發動機+火箭發動機的綜合體,或者可以靜態點火到極高超音速與火箭發動機自由轉換的脈衝爆震發動機,如果使用這種類型的發動機成本將會明顯降低,水平起飛,進入軌軌道後返回地面水平降落,發動機可以使用大氣層中的氧氣,而且利用空氣動力提高載荷與燃料利用率,因此成本將會大幅度降低。如果要跨越星際,那麼必須要擁有空天發動機進入近地軌道作為敲門磚!

有朋友會認為可以製造太空電梯,其實這種看上去很慢,但製造成本與難度極高的工程,基本上沒法操作,因為現在連材料都還沒製造出來,更不用說虛無縹緲的製造太空電梯了!

空間發動機選哪種?

從地面到近地軌道可以用化學能火箭,但到了太空之後的星際飛行化學火箭就不靈光了,因為比衝極低,而星際飛行需要超長時間的加速,才能將飛船提速到能夠跨越光年的速度,一定需要一種能持續加速數年甚至數十年的發動機,很明顯化學火箭是不可能的。當前比較有希望的發動機類型有幾種:

  • 太陽帆
  • 離子發動機
  • 裂變發動機
  • 聚變發動機

太陽帆首先就可以忽略了,這種傳的神乎其神的星際航行方式只能在太陽系內過家家,在跨越恆星際空間時,太陽帆就是個累贅!

離子電推發動機是當前技術最成熟的,比衝也非常高,比較適合行星際飛行,理論上也適合恆星際飛行,只要攜帶足夠的工質,我們就能去到想要的地方!但電推發動機有一個致命的缺點,就是需要電能,土星軌道內可以用龐大的太陽能電池勉強維持,再向外必須有穩定的電源供給!

曾經獵戶座就是在屁股後面丟核彈,不過不要小看這種暴力又很LOW的動力方式,《撤離地球》中拯救地球人的超級飛船用的就是在飛船後方丟核彈,因為人類對核彈小型化技術已經爐火純青,成本當然主要就是核材料的提取。當然我們不可能真的在後方丟完整結構的核彈,必須用某種中子流來引爆它!

核聚變當然是最理想的,對於星際航行來說,磁約束的明顯不如慣性約束,從結構來看,慣性約束有一種天然的作為推進發動機的優勢!用激光束將核聚變材料小球聚變釋放能量,推進飛船前進!

生態系統需要包括哪些

載人飛船必定需要乘員,也需要維生系統,但如下技術將會使飛船的維生系統要求大幅降低。

  • 冬眠
  • 生物圈循環

如果可以達到冬眠狀態,那麼對飛船的物資需求將會大幅降低,如果技術無法達到冬眠,那麼生態循環規模將會大幅增加,一艘飛船可能會有1/3以上的空間來作為生態循環的溫室。

......

上述是幾個關鍵技術節點的選擇,我們必須要實現的技術路線是:

1、空天飛機

2、空間組裝

3、離子發動機+核裂變堆電源

4、小型生物圈循環

這幾個技術是跨不過去的坎,未來100年內空天飛機有些難度,但實現問題不大,空間組裝問題不大,離子發動機和空間核裂變堆也沒問題(但這個極速不可能達到1%,也不快,但也布慢),唯一剩下的就是小型生物圈循環,美國在生物圈一號和二號上的失敗給了大家一個極大的打擊,很難說未來的飛船上生態循環就能永續,跟地球上比較,空間環境會更惡劣,人類在這個循環中需要干預的越多,那麼不可控因素就會越大,最終我們會發現,當踏上飛船時仍然還有一大把問題沒有解決。

三體人600年內到達地球,我們如果用離子推進,也許要1000年才能到達比鄰星,而且還必須留好減速用的燃料。


星辰大海路上的種花家


首先很高興看到你的問題。我們知道宇宙中最快的速度就是光速,平均速度約為每秒30萬千米,非常的快,每秒繞地球七圈半,因此對於人類來講光速是一個遙不可及的速度。而光年則是光1年所走的總路程,約為9.6萬億公里。那麼如果人類100年內拼勁全力的話,能否到達最近的類地行星,也就是比鄰星B呢?

答案是不能,我們知道太空航行對人類來說那簡直就是一場夢一樣,雖然人類現在已經登陸了月球,2030年美國宇航局或許會對火星進行載人登陸,但是你可以看下,月球距離地球38萬公里,而火星距離地球約為5000萬公里,那麼太陽系有多大呢,它的直徑約為2光年。也就是19.2萬億公里,這簡直就是天文數字。

而人類目前最快的航天器旅行者1號的速度連光速的千分之一都無法達到,就算未來這100年我們真的能解決了速度的溫度,也就是達到了光速的20%,我們仍然需要很多的東西,是的速度快是最大的好處,但是一望無垠的太空中,所存在的只有恐懼,而你感受到的更是來自深空的恐懼。

人類一旦離開地球,我們將會沒有重力的因素,雖然我們可以輕而易舉的漂浮在太空中,但是由於人類已經適應了地球上的重力。因此這會給你的骨骼帶來一定的變化,會變得更加的脆弱,同時能源和資源是一個巨大的問題,就算你的速度很快。氧氣怎麼辦,食物怎麼辦,飛船的燃料又怎麼辦。太空旅行不是瞬移,你想去哪就去了,這需要過程,而這個過程卻是最為困難的,除非我們能造出長達幾百公里的巨型飛船,並且裝載著超級多的物資,否則飛出太陽系那是可笑的說話。

以目前的技術來看,如果人類拼盡全力的話,能否在100年之內成功的遨遊太陽系還是個巨大的問題,我們不說整個太陽系,就說是以柯伊柏帶內側的太陽系,都是難以想象的。在太陽系也就是約為100億公里的空間內航行的話,太空飛船還是需要具備很多重要的因素,除非是找死,否則在太空漂流都是一個夢!

我是宇宙V空間,一個科普天文愛好者!本文由宇宙V空間原創,轉載請註明出處!如果你對這篇文章有疑問,請在下方評論和留言!


宇宙V空間


100年後是2119年,時間很緊迫,但是有很大可能會實現。

2019年7月20日,美國宣佈2033年載人飛船登陸火星。單程耗時8個月,到達後駐留火星2年,等待火星運行到近地點5500萬公里的發射窗口,開始返程。全程歷時4年,這是化學能火箭的極限,如果以此為工具,飛出包括奧爾特星雲在內的太陽系,需要4萬年,這是人類無法承受的範圍。


更強大動力,核能,才是實現恆星際航行的源動力。

核能分為2種,核裂變和核聚變。

核電站,核動力航母等,用的都是核裂變的方式獲得能量,人類對可控核裂變的技術,已經掌握的比較成熟。但是核裂變需要巨大的自然資源來冷卻,這在太空無法實現。並且伴隨著巨大的輻射,這對船員是致命的傷害。

而核聚變,被人類給予厚望,被稱為下一代清潔能源。核聚變過程釋放的能量,是核裂變的4倍。海水中可提取核聚變原料,並且不消耗自然資源冷卻,輻射隨時可控。太陽內部,就是不停核聚變的過程。對可控核聚變的研究,人類稱之為人造太陽。


世界各國對核聚變的研發都投入了巨量資源,對這一取之不盡的新能源,充滿了期待。

美國 在激光慣性約束和託卡馬克裝置這兩種核聚變方式上,都處於世界領先地位。尤其是發明製造了集合了2種方式優點的等離子激發核聚變技術,一騎絕塵。2020年底,等離子裝置將開始全面運轉。

歐洲 得益於深厚的工業基礎,在託卡馬克裝置研究方面,和美國並駕齊驅。在核心溫度這一標誌性指標上,已經達到了3-4億度。只有達到這一溫度,持續能量輸出才可能實現。歐洲對核聚變的研發起步很早,累計了相當多的經驗。尤其是德國,普朗克研究所天才般的優化仿星器設計理念,不愧叫普朗克。

日本 這是一個資源匱乏的國家,所以對新能源的獲取,有著偏執般的執著。在核聚變研究方面,一直處於世界前列。1996年,就已經達到了4億度的核心溫度。這一世界記錄至今保持。更新一代的託卡馬克裝置,預計2020開始運轉。在託卡馬克裝置研究方面,日本處於世界領先地位,保持著多項世界記錄。

俄羅斯 託卡馬克裝置的發明地,曾經,領先於全世界。無論是理論還是實驗成果,是世界之巔。英雄暮日,今天的俄羅斯,已經落後於世界很多了,沒有強悍的國力,無法支撐大國夢想。

中國 由於經濟原因和國外的技術封鎖,我國對核聚變的研究起步很晚。俄羅斯在1990年贈送給我國的託卡馬克裝置,是我國的起始點。隨著國力的攀升,我國在核聚變領域的進步日益精進。2018年,坐落在合肥的中科院研究所在實驗中獲得了一億度的核心溫度,時長100秒達到了世界之最。2019年底,新裝置落成,預計核心溫度將達到1.5億度。

2018年1月,國家發改委宣佈聚變工程實驗堆在合肥開工建設,初期投資1000億人民幣。為下一代反應堆累積數據,提供一系列科研數據和實驗環境。爭取在2050年建成商業反應堆。對這一建址地,三個城市參與了爭奪,分別是合肥,上海,成都。最終合肥依靠中科院的優勢勝出。

在金融發達的英美國家,私人核聚變研發公司極為活躍,民間資本大量湧入。現在的投入是鉅額,但是,一旦成功,將獲得不可想象的回報。英國的一些公司,在核聚變領域依託大學資源,獲得了很多獨特的成果。很多商業核聚變公司樂觀的預計,30年左右,可以進行商業化運作。或許,我們就在新能源變革的前夜呢?

1905年,狹義相對論面世。E=MC^2告訴了我們這些低智人群,質能是可以等價轉換的。1945年,原子彈引爆。時隔40年,中間還浪費了很多年。

事實告訴我們,要以運動的精神看世界,世界不會因為慣性思維而靜止不前。我們每個人眼中看到的世界,只是世界小小的一環。以農夫的目光去看,一百年後還是種地放牛,以科學進步的目光去看,一百年後,不可想象。

制約星際飛船的核心障礙就是發動機推進技術。地球附近的太空環境,和冥王星附近的,沒有任何不同。能在地球附近飛行,就能在太陽系外飛行。2070年左右如果核聚變已經商業化運行,發動機製造難題也隨之解決。參考核爆之後到核潛艇的下水時間。現在的製作工藝技術,比50年代要強大多了。剩下的50年,建造發動機反而變成天塹了嗎?



目前超遠距離航天欠缺的生命維持技術,醫療保障技術,深度休眠技術,食物維持能力等等,也將同步核聚變技術的進步而發展。

在核聚變發動機建成後,運載能力對於化學能火箭將面臨質的飛躍。可以達到數萬噸乃至數十萬噸。並且有效載荷極大,不再是土星五號3千噸的自重只能送45噸的阿波羅登月艙這樣的效率比。直接從地面升空進入太空,和科幻片裡的星際飛船一樣。

這將是人類歷史上第一艘真正的恆星級戰艦,船員可以多達千人。其實這並不需要集合全人類之力,對美國,中國這樣的超級大國來說,難的不是噸位,是發動機。包括日本,德國,英法,都有國力獨立建造。

核聚變發動機的真空速度,理論上可以達到光速的12%~20% 以離地球最近的恆星,4.2光年之外的比鄰星計算,來回用時45-70年。這是絕對可以接受的速度。

在2119年之前起飛,難道有絕對的不可能嗎?如果和旅行者一號航向一樣,在舷窗外還可以看到它。無畏前路漫漫沒有盡頭,依然永遠向前飛行,哪怕我很慢,依舊要看這宇宙的奧秘。這不正象徵著人類倔強而不屈的探索精神。


開心小魚


全人類合作能在100年內製造出飛往幾光年星系的宇宙飛船嗎?我認為不可能,100年人類科技還達不到那個程度,還造不出足夠快的發動機,沒有足夠快的發動機根本不適合星際旅行。

看過流浪地球的都知道,在2075年的時候,太陽即將毀滅,地球變得不再適合人類生存了。人類合作起來,在地球表面製造了行星發動機,把地球推向離地球4.3光年的比鄰星。行星發動機的總推力達到150萬億噸,而地球的質量卻有60萬億億噸,但也要幾千年才能把地球推到比鄰星。因為人類是在地球上,很多的必需品都可以直接從地球上獲取,存在的危險遠低於宇宙飛船。而宇宙飛船上就不一樣了,什麼物品都必須從地球上帶,沒有足夠大推力的飛船是根本不可能飛往幾光年外的星系。

人類要想進行星際旅行,科技要足夠發達。100年時間人類絕對發展不到可以製作出飛到比鄰星的宇宙飛船。來比較一下人類文明的發展史,在1990年的時候,人類文明等級才0.58。而現在經過一百多年的發展,人類文明發展到哪種程度了,才0.72左右,用了一百年時間文明等級才增加了0.14.而人類要經過100-200年才能達到1級文明。根據卡達謝夫的卡達謝夫指標,至少得達到3型文明才能力進行星際移民。

所以說,一百年時間集合全人類的力量也不可能製造出飛往臨近星系的宇宙飛船。


科學日記


只需要造出一艘飛船還是有可能的,從明年起要整合全球資源,技術共享,不要去管地球的生態,民生,就當是末日來臨,成立全球聯合政府,所有資源都傾斜到科技發展上,飛船是模塊化設計組裝,每一個功能模塊有一個團隊負責。一個團隊的實力不亞於一個國家。從飛船設計,後續人才培養,全世界準備50年,再用後50年用來製造飛船,如果只是要製造一艘可能還有可能的。



這是一顆蔚藍行星


感謝“傾心獨戀7603”的邀請!

就這個問題我個人持樂觀態度,我認為人類在100年的時間內,倘若是不計代價一定會製造出跨恆星際航行能力的宇宙飛船。

第一個問題:人類目前的航天能力如何?答:擁有行星際航行的能力!

在大部分人的印象中,人類目前有人飛船最遠只能到達月球,這確實是事實。但以現在人類的技術要實現行星際遠航並不是不可能,之所以沒有實施,原因也很簡單,目前的星際探索仍然缺乏大規模的投入。

為什麼現代航天缺乏大規模的投入?因為航天在目前是一個超級燒錢而沒有任何回報的事業,在人類缺乏逃離地球的緊迫壓力的情況下,現代航天實際缺乏人為的主動助推,各國都把主要精力投身在經濟建設層面,這和冷戰期間美蘇航天的投入形成鮮明的對比。實際上在現階段人類已經具有了行星際航行的能力,譬如說登陸火星。NASS的局長在批評川普時早就豪言,只要預算足夠登陸火星根本不成問題。我們中國也是一樣,如果不計代價的投入航天事業,我們也有能力在10——20年內登陸火星。

第二個問題:恆星際航行的最低要求是什麼?答:1%的光速!

國際上一般把跨越“行星”叫做“行星際航行”;跨越“恆星”叫做“恆星際航行”。行星際航行其實標準比較低,以人類目前的宇航技術加上輔助設施已經基本能夠滿足,譬如說建設軌道補給站或太空電梯,解決航天器克服地球引力深井消耗過大等等。但如果要進行恆星際遠航,則必須實現技術的革命性進步。

以太陽系最近的恆星系統,半人馬座比鄰星為例,距離地球約4.3個光年,人類只有具備探索比鄰星的能力,才能說具有了星際航行的能力。按照通常的意義上的理解,雖然跨星際航行有多種技術問題亟待解決,但理論上人類的載人飛船隻要擁有了1%光速的航行能力,就有可能探測比鄰星,擁有星際航行的能力!在劉慈欣小說《三體》中,第一艦隊也是擁有了這樣的技術,才敢對人類發動跨星際遠征。

第三個問題:如果全人類付一切代價能在100年內造出能飛往幾光年星系的宇宙飛船嗎?答:能!

這個答案几乎是毋庸置疑的,因為樓主在問題的前面加上了一個先決條件,即人類不惜任何代價!這就給跨星際遠征蒙上了一層悲壯的面紗。

從技術而言,100年的時間,在人類現行可展望的技術層面這個解決方案最可能的就是核聚變技術驅動下的工質飛船,雖然在《三體》中,劉慈欣先生將這種推進效率最高定義在了光速的15%,其實嚴格而言,按照科學家的推算這種技術最高也只是能將飛船推進到光速1%左右,理論上使人類探索比鄰星成為了可能。雖然要維持人類的生命保障還需要解決很多相關的技術,但如果是不惜任何代價,相信人類在100年的時間足夠能夠解決這些問題。

其次,如果人類要不惜任何代價進行星際航行,除了這種硬性的技術進步還有很多非主流的解決方案,譬如說“世代飛船”,即不通過一代人進行星際航行。事實上在現階段人類已經對這個問題進行探討,按照科學家的計算,在排除近親繁殖的情況下,人類的時代飛船至少需要搭載1000人才能保證人類的健康繁衍。這幾乎也就是一艘中型航空母艦的規模,在技術上並不是人類不可逾越的鴻溝。

結論:所以綜上所述,如果一定要在前面加上不惜一切代價這個先決條件,我認為人類在一個世紀內一定能夠實現自己恆星際航行的目標。但反過來如果沒有這個先決條件,這種可能性可能微乎其微,如果沒有核戰爭等一類使人類必須跨星際探索、移民的驅動因素,人類還是要走一條相對穩妥的技術路線,需要進行長時間的探索、嘗試。

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深度科幻


光年,宇宙中最基本的距離單位,然而到了人類這裡,一光年是一個很難逾越的距離,人類的壽命不過百餘年,更多的人都活不到100年,所以如果想要飛到幾光年之外的話,那麼宇宙飛船的速度得非常快,至少得在人類有限的壽命中飛到那個星系才行。


其實幾光年之外的星系是沒有的,星系與星系之間的距離都是以幾十萬上百萬光年為單位的,幾光年之外的,只能是恆星系統,比如說距離地球最近的恆星系統是半人馬座三星系統,在這個恆星系統中,有三顆恆星,其中一顆是我們熟悉的比鄰星。人類一直都夢想著走出太陽系,乃至於走遍全宇宙,但是今天我們連太陽系的家門口都無法走出,更別提到多少光年之外的恆星系統了。

我們都知道宇宙中最快的速度就是光速,光在真空中的速度是30萬千米每秒,而人類目前所製造的最快的飛行器,其速度不及光速的千分之一,照此計算的話,如果想要飛到4.22光年之外的比鄰星,至少需要幾千上萬年的時間。而人類的壽命只有這麼長,如果飛行所需要的時間是這麼久的話,那麼人類應該做好在飛船上傳宗接代的準備了。當今的航天器相比於光速而言,其速度還是太慢了,1977年發射升空的旅行者一號,經過42年的飛行,在太空中遨遊了半個世紀,卻僅僅只飛出了不到光一天所走的距離。


而如果想要把人帶到外星系的話,需要考慮的問題就更多了,第一個就是燃料的問題,這麼遠的距離,雖然加速到了一定階段之後就可以在太空中漂移而不浪費燃料,但是實際上飛船的軌道也是要不定時做修正的,畢竟搞不好可能就撞上一個隕石,然後功虧一簣,另一方面,人的補給如何考慮?如果人類需要長久地在太空中漂流的話,那麼所需要的大量能量如何得到補充,或許可以在宇宙飛船上安裝一個生態系統?

現有的燃料推進技術是無法滿足星際航行的需求的,不論是化學推進劑亦或是核聚變推進,貌似都不太可行,唯一有可能的方式就是曲率引擎推動了,然而人類對於引力的瞭解還不夠透徹,到曲率引擎發明,也不知道要等多少年。保守來說,至少飛行器的速度能夠達到光速的十分之一,否則飛到幾光年外的星系,那是痴人說夢,不可否認,人類的確是在最近的一百年裡取得了很多的進步,但是這對於星際航行來說還是完全不夠的。


想要走出太陽系,那麼首先得走遍太陽系的幾大行星吧,連自己家門口的星球都沒逛完,還談什麼去外星系呢?目前人類還只在月球上登陸過,火星計劃去但是還沒有去,也不知道十年之內去不去得成,至於更遠的星球,那就更難說了。一百年,其實並不算太長的時間,人類的科技進步可能還不足以讓我們想去哪就去哪,那麼保守點估計的話,500年之內人類應該是有可能去往外星系的。


鏡像科普


毛主席曾說:“一萬年太久,只爭朝夕”,他所表達的大致意思是一萬年以後才能等到的勝利,實在是太久了,我們更要抓緊時間,主動出擊。而關於全人類付出一切努力,能否在100年內造出飛往幾光年外星系的宇宙飛船這個問題,我覺的更多的是要有真正意義上的技術革新。

我們都知道,距離我們地球最近的一顆系外恆星是比鄰星,雖然距離乍一看只有約4.22光年,但它表示的是這個距離即便是以光速飛行也需要4.22年才能抵達。這是什麼概念呢?

現已知光是沿著直線傳播的,且速度約為30萬公里每秒,經過簡單的計算一光分就相當於1800萬公里、一光時是10.8億公里、一光年是10萬億公里,而4.22光年就是42.2萬億公里,遠遠超過了日地距離(約1.5億公里)的28.13萬倍,即使是太陽光從太陽表面出發也需要約8.3分鐘才能灑向地面,可想而知以光年為單位的天體之間的距離實際上本身就是一串天文數字了吧。

對於當今世界上最快的航天器而言,相比光速來說還差之甚遠。由於地球受太陽引力的束縛,因此從地球起飛的航天器要想擺脫太陽引力的束縛,其飛行速度不能低於16.7公里每秒。而且背向太陽飛行的航天器由於太陽引力的影響,其速度會降低,為了能夠提高航天器的速度,科學家巧妙的藉助了“沿途”行星的重力場給航天器加速,將行星當作了“引力助推器”,也就是“引力彈弓效應”,例如現在正在外太陽系星際介質中穿越的旅行者1號等探測器都應用了這一原理來提速。

儘管“旅行者號”家族已經在太空遨遊了快半個世紀,距離地球約220億公里,僅僅只相當於一光年的約1/430,也就是說要430個43年才能實現1光年的穿越,而4.22光年就是約1900個43年的時間。

很顯然,僅僅是依靠傳統的以化學推進劑為燃料的航天器,就連距離地球最近時只有約5500公里的火星都要至少飛6個月,就更別說造出宇宙飛船載人完成4.22光年的星際穿越了,除非解決了航天器的超光速的速度問題以及太空中的繁衍生息問題,否則就是做太空夢。

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地理那些事


哪裡需要100年,人類現在製造的飛船都能飛往幾光年外的恆星系,目前旅行者1號和2號不是已經離開太陽系,進入星際空間了嗎?雖然很慢,但它們總會到達另一個恆星系的,需要的只是時間而已,這兩個探測器可是上世紀70年代就出發了。

題主的想法可能是指能夠載人飛向其它恆星系的飛船,即使是這樣,我估計也是能夠實現的,因為人類知識的增長不是線性的,而是指數式的增長。目前火箭雖然還是化石燃料為主,但隨著各國和商業公司雄心勃勃的登月、登火星計劃的實施,人類文明從地球文明走向星際文明已是未來的必然方向,太空商業化將大大加快這一進程。

人類一旦在太空開始大規模的商業活動,太空引擎的革命就必然到來,各種新型太空引擎都將開始發展,最終會形成計算機芯片摩爾定律那種發展規律。每隔多長時間,比如5年,飛船的速度就會提高一倍,或者會以技術突破,突飛猛進的速度發展,100年內估計至少能達到1%到10%光速吧,足以將飛船在數代人的時間內送到鄰近的恆星系了。

還有一種可能,那就是人類在100年內已實現不再死亡——不管是通過醫學手段,還是變成生化人,甚至只存在於網絡的虛擬人,那麼派出飛船到鄰近的恆星系就更不存在什麼困難和障礙了。我樂觀地相信,100年的時間,已足以讓地球發展成我們現在還活著的人所根本無法理解的世界。


徐德文科學頻道


這問題實在是有意思,按照你的描述,如果從兩個不同的角度來思考,其實會得到兩種截然不同的答案,也就是“不可能”和“有希望”。

說不可能的理由大家都很容易想到:幾光年實在是太遙遠了。

說有希望,是因為這個問題其實涉及到了一個我們根本無法想象的事情。

下面,我們就從這兩大角度來分析一下。

以目前的情況來看,人類再發展100年就想飛出幾光年是根本不可能的事情。

事實上,做出幾光年的假設太過天方夜譚了,咱不要把理想搞成妄想,就說100年後,人類有沒有可能飛出十分之一光年吧。

現在離開地球最遠的飛行器是1977年9月5日發射的“旅行者一號”空間探測器。截止到目前為止,它已經在太空中漂泊了42年,距離地球大約217億公里,這距離就不用提了,連0.3%光年都不到。

但“旅行者一號”的速度僅為17.062公里/秒,並不是速度最快的人造飛行器。

人類目前已有的速度最快的空間飛行器是NASA的“朱諾號(Juno)”木星探測器。


▲“朱諾號(Juno)”木星探測器

“朱諾號”於2011年8月5日被“宇宙神-5(Atlas-V)”運載火箭送入地球軌道;2013年10月利用地球引力的“彈射”飛向火星;2016年7月4日,它在木星引力的拉動下,速度被提高到了73.61公里/秒,創造了人造物體飛行速度的世界紀錄。

同時,“朱諾號”還創造了另一項記錄——純依靠太陽能動力飛行距離最遠的飛行器。

也就是說,它不需要攜帶任何燃料就能飛行。

總而言之就是,不管依靠何種手段或途徑,人類目前的技術只能讓飛行器達到73.61公里/秒的速度。這超過了“旅行者一號”4倍以上,不到5倍。

我們姑且按5倍計算,那麼讓“朱諾號”探測器飛行42年,它能到達的距離也不過只是“旅行者一號”的5倍,也就是1085億公里。

那麼一光年的距離是多少呢?

大約為94600億公里,這個量級對於73.61公里/秒的速度來說,簡直就是天文數字,需要花幾千年才能飛得到。

即便只考慮十分之一光年,那也是9460億公里,飛這麼遠需要花費數百年,這顯然是毫不現實的事情。

當然,73.61公里/秒只是目前的速度記錄,這一速度在未來也不是無望提升。

從1957年10月4日世界首顆人造衛星“斯普特尼克一號(Спутник-1)”升空算起,人類航天曆史滿打滿算也只有62年的時間,62年能將速度提升到73.61公里/秒,那麼可以相信再發展100年,是一定能繼續獲得提升的。

但如果依靠當前的驅動技術,提升空間的確不大。

現在的火箭或太空探測器能採用的無非就是兩種驅動技術——“化學推力器”或“電推力器”。顯然,無論哪種都是利用反作用力來獲取速度的,這一模式如果不能突破,再怎麼發展也掀不起多大的波瀾。

速度無法產生質的飛躍,我們在里程上也就不可能取得質的突破。

不過前文說了,這問題涉及到了一個無法想象的事情。

問題中有一個信息是“全人類付一切代價”,這句話是不是可以理解為:全人類集中一切資源,傾注所有財力、人力、物力、精力專注於航天技術研究?

如果從這個角度來思考的話,我覺得人類在100年內製造出能夠抵達幾光年外的飛船,並不是毫無希望的事情,因為全人類集中起來做一件事會有多強大的力量我們無法想象。

坦白講,對於這一點,我根本都不知道究竟應該如何分析。

由於人類社會架構的需要,每個人都從事著不同的工作,擅長的也就是不同的技能,所以在全球70多億人口中,絕大部分人對物理學是一竅不通的。

不僅如此,在本來就屈指可數的物理學家中,大部分人的研究方向還跟空間推進技術毫無瓜葛。

也就是說,在目前的社會架構下,對於空間推進技術這件事,絕大部分人類是毫無用處的累贅,只有極小部分人在產生作用。

而全人類集中攻關,就意味著我們放棄掉當前的社會架構,所有人都只幹這一件事,也都只學習與此相關的知識。

70多億個物理學家集中精力研究一個問題,你能想象在這種情形下發展100年,人類的航天推進技術會產生多大的變革嗎?

不知道你能不能想象出來,反正我是真的想象不出來。


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