外太空看地球就像个水球,但这些看不见水的小星球比地球水多多了
星际战舰是科幻电影中最让人向往的,看到各种星际战舰都让人热血沸腾。尤其是那种超级战舰携带各种舰载机去作战的画面,尤其让人感到新奇。那么我们想象中的星际战舰会是那样的吗?星际战舰是什么样子才更合理呢?
星际战舰和我们一般意义上的飞机有很大不同,体型巨大,所以不能在地球上建造。想要建造星际战舰只能在太空中,在天空中不受重力影响所以理论上可以将星际战舰建造得非常大。建造的形状也很不一样,在地球上因为飞机飞行的时候不光需要借助空气提供的上升力还要克服空气阻力,所以飞机的机身一般需要流线型机身,在飞行速度达到音速时还需要克服音速墙的干扰。所以飞机的外形在设计上比星际战舰更复杂。
在宇宙中这些问题就非常容易解决,宇宙空间中其实也有非常稀薄的空气和尘埃,但影响程度已经很低。我们在设计星际战舰的时候不需要考虑空气动力学上的技术问题。不过在大小上也并非可以很随意,虽然不考虑重力问题但星际战舰如果太过于庞大,也会产生更强的引力。在《千星之城》这部电影的开端说的就是这个问题,宇宙中数万个文明一起在地球的轨道上建立了一个大型空间站,由于每一个文明来的时候都带着飞船和很多设备来的,导致这个空间站越来越大,质量也越来越大,其引力已经影响到了地球。无奈之下空间站只能建立自己的文明秩序,将空间站开走了进入了宇宙的深空之中,开启了流浪模式。
从这个故事我们也能看到,星际战舰可以做成任何形状,只需要有动力系统控制其飞行姿态和路线就可以了。所以,星际战舰做成飞机形状还是做成球形,哪怕做成马桶型都可以。只需要在结构上足够坚固,因为战舰在加速的时候整个战舰都会受到加速度产生的力,而这个力其实就和重力一样。比如加速度为一G,那么战舰实际上是获得了相当于地球表面的重力。如果星际战舰的结构不足以支撑这一个G的加速度就会损坏。那么我们将星际战舰建设成电影中那样一长条,驾驶舱放在战舰顶部可行吗?这其实无所谓,放在顶部放在前部还是放在后部都无所谓,因为这种大型战舰并不需要着陆。
其实做成球形应该更好,球形在结构上就有先天优势。球形更稳固,而且利用率是最高的,无论是内部还是表面都是最佳的结构。类似《星球大战》中的死星也许才是宇宙探索中最佳的交通工具,不需要速度很快,因为这直接就是一颗小型的星球,所有的物资都可以自给自足。电影中的星舰在短期内不大可能成为现实,建造一艘需要的资源和技术都要比建造几百艘航母还要多,这需要全人类共同建造。这样的星舰其实已经可以独立成一个族群了,当你登上这样的星舰时也就意味着要永远离开地球去开拓星辰大海了。
科学家提出新的、更快的星际太空旅行方法
据外媒报道,在美国太空探索技术公司SpaceX首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)殖民火星的庞大计划中,飞船和运载火箭绝对是重中之重,研发和制造成本堪称天文数字。然而日前接受采访时,马斯克却称相关硬件的研发和制造成本比他预想的要便宜数十亿美元。
马斯克曾在两年前表示,研发和制造太空旅行所需硬件将花费20亿至100亿美元资金。但美国当地时间周六,在SpaceX位于德克萨斯州博卡奇卡的设施接受CNN采访时,马斯克现在认为相关成本将在这个预测范围的低端,“可能更接近20或30亿美元,而不是100亿美元”。当天,马斯克也在那里公布了星际飞船原型。
在长达一个小时的新闻发布会上,马斯克还说首批太空乘客可能在一年内搭乘星际飞船进入太空轨道。在不久的将来,SpaceX计划对其星际飞船原型进行大约20千米高空的短途试飞,并在六个月内尝试将无人驾驶的飞船原型送入地球轨道,这一壮举需要飞船时速超过2.57万公里。
星际飞船将搭乘超重运载火箭(Super Heavy)进入太空,后者是一种巨大的火箭助推器,当飞船在地球轨道上驻留准备前往火星的旅程中,它也会提供燃料来为飞船加油。马斯克表示,预计星际飞船和运载火箭都将可重复使用,这是该计划在财务上唯一可行的方案。
马斯克说:“在几乎所有的交通运输方式中,无论是飞机、汽车、马车还是自行车,它们都是可重复使用的。如果汽车只能使用一次,那么可能很少人能开得起车。因此,必要的关键突破是推出快速可重复使用的轨道火箭,这是太空领域的圣杯。”
多年来,马斯克始终公开谈论他对能够前往其他行星的宇宙飞船的愿景,蓝图也经过了重大修改。分析人士和批评人士质疑SpaceX能否为这样的庞大项目提供足够资金,有些人甚至认为,即使是马斯克早些时候估计的100亿美元,也可能远低于实际需要的支出。
今年1月份,SpaceX为了省钱裁减了大约10%的员工,并指出像星际飞船这样的项目“足以让其他公司破产”。以相对较少的预算建造星际飞船始终是马斯克愿景的核心。他在2016年就火星项目进行演讲时表示,将人类送往其他世界探索的最大障碍不是技术,而是财务限制。
马斯克声称,SpaceX的任务是制造可以将火星旅行价格从目前估计的100亿美元降至人均20万美元左右。他说,选择用老式不锈钢而不是现代碳纤维材料建造星际飞船,这是他在1月份宣布的最新决定,这是使星际飞船造价更便宜、更耐用的关键。马斯克甚至自夸说:“这可能是我做过的最好设计决定。”