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太阳系的大半径约为1光年,即使是目前飞行距离最远的旅行者1号,也要花近2万年才可以飞得出来。对于现在的人类来说,1光年似乎是个可望而不可及的距离,正因如此,许多人认为,在未来很长一段时间内,从太阳系飞出去是不可能的事。
但是我们也不必过于悲观,因为科学家们一直在寻找新的星际飞行方式,比如霍金发起的“突破摄星”计划,该计划提出了一种由光帆驱动的纳米飞行器,按照计划,这类飞行器的尺寸大约只有一张普通邮票那么大,当它在太空中打开光帆时,高能激光阵列在地球表面上持续加速,使其最高速度达到光速的20%。
想象是美好的,现实是骨感的,科学家们普遍认为,该项目的实施需要解决材料、激光和通信技术等一系列难题,除此之外,大型高能激光阵列还需要大量资金,预计将花费50亿到100亿美元。
所以我们需要更具可行性的星际飞行方式,好消息是,在一项新的研究中,科学家们提出了一个概念,叫做“泡泡船”(Bubble Craft)。据介绍,这款“泡泡船”的航速可达每小时24800千米,通过简单的计算我们可以得出,如果按此速度飞行,这款“气泡船”将在44年内飞出太阳系。那这是不是表明我们在太阳系中飞行了呢?让我们一起来了解下吧。
这项研究来自一个由勒内.海勒 (Rene Heller)领导的科学小组,该小组由马普太阳系研究所的天体物理学家组成,简单地说,这种新的星际飞行方式是,用一种超轻的碳基泡沫材料制造一艘“泡泡船”,然后利用太阳光的光压为自己提供能量。
值得注意的是,虽然太阳光的光压提供的能量并不高,但是因为太空中的阻力几乎为零,所以只要“气泡船”足够轻,能够接收太阳光的区域足够大,它就能在太阳光的持续推动下不断加速,从而以更快的速度飞行。
研究人员认为,航空石墨(Aerographite)是一种理想的材料,这种材料由多孔纳米碳管在微观尺度上相互交织而成,尽管它的密度只有0.18 kg/m^3 (约1/15000分之1的铝密度),但却与金属一样结实,可以作为“泡泡船”的外壳。
此外,航空石墨具有很强的可压缩性和张力负载,在95%的压缩体积中,只要压力消失,即可迅速恢复,而且这种材料还能吸收几乎全部的光。
科学家们指出,这种“泡泡船”可以在高度压缩后送入太空,然后像吹气泡一样在适当的位置膨胀(就像吹气泡一样)然后释放,为了达到理想的效果,应该将释放位置尽可能靠近太阳,从目前人类的空间力量来看,我们可以做到在距离太阳0.04天文单位的地方释放“气泡船”。
该研究显示,一只直径1米,厚度为1微米,质量只有2.3毫克的“泡泡船,那么来自太阳的强大光压力将会为其持续加速,使其速度达到每小时2480万公里!按照这个速度,这艘“泡泡船”将在44年内飞出太阳系。
值得注意的是,这艘“泡泡船”的体积越大,最终的航速就越快,载重也就越大,因此,如果将来我们能建造一艘体积巨大的“气泡船”,恒星级航行将不再是梦想。
太阳是人类的家园,但是人类不可能一直呆在自己的家园,虽然“泡泡船”现在只是一个概念,还有许多有待解决的问题,但是这在理论上是可行的,可以说是为我们开启了一个新的思路,相信随着科技的进步,我们人类终有一天会实现步入星辰大海的梦想。
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