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飞船在太空中完全可以依靠惯性飞行,比如去火星的飞船,就可以达到一个速度后,一直飞下去。飞船上还要备份一些燃料,以备需要减速或者改变姿态时使用,当然,也可以提速。如果要回来,还要带足返回的燃料。不管是减速还是提速还是改变姿态,在太空中都不是像我们陆地上开汽车,用方向盘就可以;也不像我们开飞机,用方向舵就可以。在陆地上和地球大气层里,因为有摩擦力和空气阻力,所以可以用方向盘或者方向舵就可以。在太空中接近真空,既没有摩擦力也没有阻力,所以这个时候要调整姿态或加速减速,只能启动发动机做反方向喷射,利用反作用力来调整飞船的姿态。
理论上,如果一直给飞船加速,速度就会越来越快,但这个代价是很大的。一个飞船就那么大,既要载人还要转载生活必需品和各种仪器设备,你能带多少燃料呢?根据爱因斯坦质能方程和光速极限原理,任何有质量的物体是不可能达到光速的,因为如果要达到光速,这个物体的动态质量将变得无限大,所需的能源也要无限大,包括一个质子也是一样。什么叫无限?就是人类已知的所有物质加起来也不是无限,只要有数字可以表述就不是无限。只有奇点才是无限,回归奇点,谁能做到?
所以题主提出的所谓一直加速就能接近光速是不可能做到的。越接近光速所消耗的能量越大。在欧洲大型强子对撞机里,为了加速一束质子接近光速的99.99%,所耗费的能量就需要120兆瓦电量,相当于一个中型城市家庭的总用电量。而质子的质量仅为1.672621637(83)×10^-27千克,加速后每一个质子束的能量相当一辆每小时1600公里速度行驶的汽车,而加速到这种能量所耗费的能源需要4倍以上。请各位想想,要把艘宇宙飞船这么巨大的物质加速到接近光速要多大的能量?把木星土星都拖在后面也不够吧?所以这个想法是不切实际的,甚至是有些荒唐的。
不过现在科学家们有一种曲速引擎的设想,通过扭曲时空,实现超光速旅行。但这不是通过加速来实现的。在宇宙飞船太空航行过程中,还可以利用引力弹弓效应给飞船加速。就是经过某个星球时,利用这个星球的引力角动量,把飞船像抛链球一样的抛出去,获得更快的速度。这已经在太阳系内的航行中广泛运用。旅行者一号想太阳系以外飞去,一路上就利用了木星、土星的引力弹弓效应获得加速度,达到每秒17公里第三宇宙速度,可以脱离太阳引力,飞向遥远的星空。
参考:时空通讯科普
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