根據當前的技術和科學,哪個科幻飛船是最科學可信的?

心永遠強大


我來回答,以科幻與現實科學結合。

第一,曲速飛行:這是一種在被壓縮的時空中航行的技術,其原理就是依靠星艦的反物質能量引擎製造一個人工立場,讓時空扭曲,在扭曲的空間中可以達到幾十倍於光速的速度。曲速共分為0—10級,除了0級、10級只是理論之外,隨著級別的升高,速度也會越快。曲速是一種虛擬科技,但在現實的基礎上,理論上可以實現。

第二,可控核聚變推進:核聚變是把不同的原子核結合到一起,從而產生巨大能量的物理過程。大多數聚變反應堆的設計都通過磁場來控制核燃料,這種叫做“託卡馬克”的設備是一種控制核聚變的環形容器,它能夠保證反應堆安全運行,旅客不必擔心反應堆失控。

可惜的是,託卡馬克設備極為沉重,所以研究人員正在考慮用另一種觸發聚變的方式來控制反應堆,比如利用高能激光控制核燃料顆粒,讓其發生微型爆炸,再利用磁場把產生的熱等離子氣體噴向飛船的後方,獲得推動力。

在上世紀70年代,英國曾啟動了一個代達羅斯計劃,對這種類型的火箭進行了研究。他們的目標是製造一個聚變火箭飛行器,能夠在50年內到達另一顆恆星處。美中不足的是,儘管研究工作已經開展了幾十年,研究人員也沒有讓一個這種核聚變反應堆實現正常商業化運轉(中國目前在核聚變能源取得了一定成績)。

第三,離子推進器:傳統的火箭依靠向後高速噴出氣體而獲得向前的推力,這是作用力與反作用力的原理。離子推進器使用了相同的物理學原理,但它不是噴出熾熱的氣體,而是噴射一束帶電粒子或者離子,獲得反作用力向前飛去。

離子推進器給火箭提供的推力其實很弱,但它要獲得相同的推力,所使用的燃料卻要比普通的燃料火箭少得多,而且還可以非常穩定地工作很長時間,但是,它的加速到很高速度,需要的時間比傳統火箭慢。

離子推進器已經開始裝備在航天器上,比如日本的隼鳥號探測器和歐洲的SMART-1探月器,而且這種技術還在不斷完善中。比如有一種特別有前途的新式離子推進器,它的工作原理和其他的離子推進器略有不同,它是用一個強的電場來加速離子的。這種推進器能夠讓離子以固定的頻率盤旋,然後推進器把自身無線電信號發射器的頻率調整到和離子一致,於是向離子注入了更多的能量,甚至可以把離子加熱到100萬度,當離子被噴出時,產生的推力大大增加了。

經過理論化的計算,這種新式的離子推進器可以讓火箭在39天內從地球到達火星,算是有點兒進步吧。

第四,光帆推進器:正如傳統的船帆藉助了地表風的力量,太陽帆則藉助了太陽光能量流的力量。太陽帆不需要額外攜帶燃料,僅利用太陽光對帆的光壓,就可以達到很高的速度,雖然它花費的時間也會很長。

太陽帆已經在地球的實驗室條件下獲得了成功,但是試圖在軌道上測試太陽帆的行動卻屢屢受挫。例如2005年,世界行星協會發射了“宇宙一號”飛行器,以太陽帆作為太空動力,但是火箭在把它帶入太空時失敗並墜毀了;第二次嘗試發射太陽帆飛行器時也因為火箭故障而失敗。

儘管如此,太陽帆仍然是非常被人看好的技術,至少在太陽系內部的旅行上是可行的,因為太陽光可以提供很強的推力。但是人類若使用太陽帆來推動飛船做星際旅行,光壓的推力還是有些力不從心。


廣佛同城生活


其實就現在的基礎科技而言,未來不是那種科幻飛船最可信,而是那種科幻飛船最先應用的問題。科幻小說中常見的飛船或者說交通方式大概有這麼幾種類型:

一、常規推進類型:主要有以核聚變、裂變以及反物質爆炸作為能源,採用等離子推進、電磁輻射等方式推進飛船。

二、曲速技術和空間蟲洞:這兩種方式其實並沒有本質的不同,都是通過巨大的能量來扭曲空間或時空。不同之處在於,蟲洞理論相對於曲速引擎更加極端,不僅能穿越空間還能穿越時空,使人回到過去。

三、粒子拆分:即將人或物體先拆分成粒子,再在另一個地方進行組合。

第一個問題:根據當前的技術和科學,哪個科幻飛船是最科學可信的?

在現行的物理框架內,以上三種交通方式,除了粒子拆分的方式受當前量子力學不確定性原理的制約無法成為現實。無論是常規推進技術還是曲速技術、蟲洞穿越,在未來從理論上都有可能成為現實。常規推進技術自不必說,很多技術現在已經進入實用性研發階段。即便是極端科幻的曲速技術和蟲洞理論,在今天人類也已經看到了一絲曙光。從愛因斯坦的星光實驗,到近些年的引力波,人類已經反覆證實了時空曲率的存在,既然時空可以被扭曲,那麼至少在理論層面發展曲速引擎或者蟲洞穿越是可能的,無非是划算不划算和能達到什麼程度的問題。

就目前而言,蟲洞理論最大的問題在於因果律的問題。如果一個人能夠穿越時空回到過去,就會出現祖母悖論這樣在現行物理法則內無法解釋的事情。科學家雖然對此也給出了各種各樣的解釋,但都很難被證實或者證偽,所以也只有等未來人類真正能夠展開具體實驗,才可能找到答案。

第二個問題:根據當前的技術和科學,哪個科幻飛船是最直接可行?

若論到可行,從目前來說自然還是常規的推進方案。無論是輻射飛船還是等離子飛船、反物質飛船,都已進入實用性試驗階段。輻射飛船相對簡單,只要能製造足夠輕便、尺寸又足夠大的輻射帆即可。這種飛船的技術難度最小也最簡單,霍金生前推進的“突破攝星計劃”就採用這種方案。但這種推進方式的缺點也很明顯,不僅推力較小,而且受光線衰減的影響很大,從長遠來說並不是一種可靠的推進方案。

相對而言,等離子飛船是目前最為可行和各航天大國主要的研發方向,中、美、俄等主要航天大國目前都已經在太空展開了實質性的實驗。如日本的“隼鳥”太空探測器,歐洲的智能1號太空船、美國的黎明號,以及我國的實踐9號等。它的技術原理是將飛船或航天器的燃料工質電離,並在強電場作用下將離子加速噴出,通過反作用力推動飛船或航天器前進。它的優點是節省燃料,能夠長期的加速。由於等離子體的噴射速度相對化學燃料要高出很多,所以經過長期加速最終能將飛船或航天器推進到一個較高的速度。按照目前的實驗結果,理論上採用等離子推進技術的飛船最終能將飛船加速至光速的1‰,也就是300千米每秒左右,這個速度已經相當可觀了。等離子飛船目前面臨最大的問題是推力太小,還不足以成為飛船和航天器的可靠推進,只能用於一些姿態調整或者實驗性質的飛船。前兩年,美國科研人員曾在實驗室內採用等離子技術讓一個紙飛機飛了十幾秒鐘,引起科學界的一致歡呼,這標誌著等離子飛船已經能在大氣層內工作了。等離子推進之小,可見一斑。

比等離子推進更加優秀的是反物質發動機,和曲速引擎和蟲洞目前還處於理論層面不同,人類在今天已經能夠製造微量的反物質,也直接驗證了這種推進技術的可行性。但由於目前反物質的製造過於昂貴,一克的製造成本就高達幾十萬億美金。是的你沒有看錯,是幾十萬億美金,所以就目前而言這種技術距離人類還很遙遠。

第三個問題:等離子飛船目前面臨的難度有哪些?

首先是製造的難題,等離子飛船的特性決定了更適合在太空中長期加速,要穿越稠密的大氣層逃逸地球引力還是化學火箭這種簡單粗暴的方式來的更直接。所以這就決定了這種飛船,在相當長的一段時期內更適合在太空進行大規模組裝、生產,然而人類到目前為止並沒有這樣的能力。如果在地面上生產,在沒有太空電梯的情況下,就需要為等離子飛船配備巨大的火箭,嚴重製約了飛船可裝載的燃料以及飛船的尺寸,直接限制了等離子飛船的發展。

其次是動力源的問題,飛船的動力和推進方式其實是兩個概念。雖然目前核聚變技術被廣泛認為是未來宇航技術的可靠能源,但從現實來看核裂變技術可能更為可行,人類畢竟已經將其成功的小型化並裝進了核潛艇和航空母艦。當然要裝進一艘太空船還要進一步小型化,但至少現在已經有了一個好的開始。

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有用嗎?如果有用咱們以磁動力做個發動機的潛水艇。這一個磁動機潛水艇用不著信不信。讓它用事實說話。謝謝遨請!


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