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【科幻与科学系列】(三)星际飞船引擎分析

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参考一些网络上的资料。


IP属地:河北1楼2013-09-16 16:24回复
    一、曲率引擎
    1、曲速引擎
    现实实现度:0星
    理论可能性:3星
    科幻度:5星
    又称“阿库别瑞引擎”。
    功能:超光速驱动
    信息交流的可能性:无
    时间延长:无
    相关小说电影:《星际迷航》
    阿库别瑞引擎遵守广义相对论中爱因斯坦方程,在这范畴下建立出一项特别的时空度规。物理学家米给尔·阿库别瑞于1994年提出了波动方式展延空间,导致航行器(简称为“船”)前方的空间收缩而后方的空间扩张,前后所连成的轴向即为船想要航行的方向。船在一个区间内乘着波动前进,这区间称为“曲速泡”,是一段平坦时空。既然船在泡泡内并不真的在移动,而是由泡泡带着船走,广义相对论中对于物体速度不可超过局域光速的限制就派不上用场。
    还不知道怎么引发出这样的波动,或是一旦引发了,船要怎么离开它。因此阿库别瑞引擎至今仍属于理论概念范畴。
    既然处在度规中移动体积中心的船,其相对于局域平坦空间是静止的,则相对论性质量增加或时间展长就不会发生。太空船上的时钟进行的速率会和外界观察者的时钟一样,而观察者所测到的船质量不会增加,即使这艘船在他/她看来是在做超光速航行。
    此外,阿库别瑞亦指出:即使船在加速,它仍然是航行在自由落体的短程线上。换言之,利用曲速来加速或减速的船永远处在自由落体状态,船员也感受不到一般加速下会出现的加速度。庞大的潮汐力会出现在平坦空间体积的边缘,因为该处会有很大的空间曲率,但透过合适的度规设计,这些区域可以被弄成很小,而不会影响邻近的空域或星球。
    I


    IP属地:河北2楼2013-09-16 16:38
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      二、曲率引擎
      现实实现度:0星
      理论可能性:3星
      科幻度:5星
      功能:光速驱动
      信息交流的可能性:可以交流量子信息
      时间延长:外界时间流逝比飞船内部快
      相关小说电影:《三体》
      副作用:航迹因改变曲率而造成“慢雾”减慢该区域的光速
      原理:未知
      通过更改前后空间的曲率作为移动的动力的驱动引擎叫作曲率驱动引擎。
      鉴于它不能超越光速,一般的曲速理论并不支持,所以在这里单独列出来I


      IP属地:河北3楼2013-09-16 16:51
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        三、超空间引擎
        现实实现度:0星
        理论可能性:2星
        科幻度:5星
        功能:超光速移动
        信息交流的可能性:未知
        时间延长:无
        “超空间发动机”的理论基础,来自上世纪50年代已故德国物理学家巴克哈德·海姆首次提出的一个颇具争议的宇宙构造理论。该理论称,如果能由“超空间发动机”创造一个足够强大的磁场或重力场,那么身处其间的物体(如太空船)就将“进入”另一个完全不同的“多维空间”。而在“多维空间”中,光速将比目前的快许多倍,从而太空船也将以“难以置信的高速”飞行。当飞行结束、关掉“超空间发动机”所创造的磁场后,太空船将重新返回我们目前所处的三维空间。
        郝瑟教授与其奥地利同事沃尔特·德罗斯切联合撰写了一篇学术论文———《建立在海姆量子理论上的太空推动装置之纲要》,详细阐述了“超空间发动机”的理论。
        2005年,该论文获得美国航空航天学会“最佳论文奖”,立刻引起了美国政府、NASA和美国空军的高度关注,并开始对其进行研究。
        与此同时,美国能源部的科学家们也打算利用一个名叫“Z机器”的装置模拟产生一个巨大磁场,并以此驱动假想中的“超空间发动机”。
          I


        IP属地:河北4楼2013-09-16 16:57
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          五、亚光速推进系统
          种类繁多这里列举
          1.离子推进器
          可能性:几年后有望成真。
          相关小说繁多
            传统火箭通过尾部高速喷射气体产生推进力,离子推进器的工作原理也一样,不同的是,它喷射的不是高温气体,而是带电粒子流。目前离子推进器产生的推进力较小,但消耗的燃料远低于火箭。一些飞船已采用离子推进器,如日本的“隼鸟”号小行星探测飞船,以及欧洲的“智能1号”撞月飞船。
            令人欣慰的是,这种技术正稳步提高。离子推进器一个特别有发展前景的变体是可变比冲磁等离子体火箭(VASIMR)。离子推进器利用强大的电场加速离子,而VASIMR则利用射频发生器——与用于播放电台节目的发射机类似——将离子加热到100万摄氏度。离子在VASIMR的强磁场内以固定频率旋转,射频发生器随后也改为这个频率,将额外的能量注入离子,并极大地提升推进力。
          2.核脉冲推进
          可能性:极高,但存在一定危险性。
          相关小说:《三体》阶梯计划
            核脉冲推进听起来是一种“全然不计后果”的方式——定时从后部将核弹扔出舱外并引爆,利用核爆威力推动飞船前进。
            美国国防高级研究计划局曾开启秘密研制核脉冲推进动力飞船的“猎户座计划”。即使按照今天的标准,这项设计也可以用“巨大”来形容。他们建议研制一种巨型减震器,同时用厚重的辐射防护屏障保护乘客。
            核脉冲推进似乎可以发挥作用,但行进途中产生的辐射尘让人担忧。上世纪60年代,随着第一批核试验禁令生效,猎户座计划被束之高阁。现在,一些研究人员仍在提出与核脉冲推进类似的想法。从理论上说,依靠引爆核弹推进的飞船速度可达光速的十分之一,允许人类在大约40年内造访离地球最近的恒星。
          3.太阳帆
          可能性:有可能,但局限性太大
          这是另一种无需面对燃料携带问题的技术。与风帆借用风力的原理一样,太阳帆从太阳放射的光线中获取能量。这项技术在地球真空室测试中已取得成功,但在轨道进行的测试却每每发生不幸。
            2005年,美国帕萨迪纳行星协会发射了一艘名为“宇宙1号”的太阳帆飞船,但负责将飞船送入太空的火箭因发生故障土崩瓦解。美国另一项在太空建立太阳帆的任务“NanoSail-D”,也因火箭故障以失败告终。
            尽管面临一系列问题,太阳帆仍是一种非常有发展前景的太空飞行技术,至少对太阳系内的太空飞行来说是如此。
          4.磁帆
          可能性:可能,但只限于短途旅行
            磁帆是太阳帆的一个变体,利用太阳风获得推进力。太阳风是一个带电粒子流,拥有自身的磁场。
            磁帆或类似技术可用于在行星磁场上进行“冲浪”,使飞船能够变轨,甚至摆脱行星际空间。然而,无论是太阳帆还是磁帆都不是进行星际旅行的理想方式,一旦远离太阳,所能获得的阳光和太阳风强度便急剧下降。
          5.核聚变无工质引擎
          可能性:可能实现,但要至少等待一百年。
          相关小说:《地球往事:黑暗森林》
          又称“光子推进器”、“反物质推进器”
          单纯依靠光子的动量推进飞船,因此需要极大的能量。核聚变可以作为一种比较好的能量源。在船的尾部令大量的正反物质湮灭产生强大的光子流推动飞船。
          现实中还没有国家对此展开研究
          I


          IP属地:河北6楼2013-09-16 17:15
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            IP属地:河北7楼2013-09-18 23:44
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              不是说有活动哒,节日都完了啊


              8楼2013-09-21 22:29
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                力挺楼主


                IP属地:福建9楼2013-09-24 09:29
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                  报道


                  10楼2013-09-24 11:51
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                    IP属地:河北11楼2013-09-30 23:12
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                      新人报道!顶技术贴!


                      IP属地:广东12楼2013-11-29 02:14
                      收起回复
                        顶顶顶 超爱这种帖子 卤煮V5啊 太棒了


                        IP属地:四川13楼2013-12-09 00:29
                        收起回复
                          多是空想


                          来自Android客户端14楼2013-12-19 02:22
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                            欧耶


                            IP属地:浙江来自Android客户端16楼2021-09-17 09:25
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                              欧耶


                              IP属地:浙江来自Android客户端17楼2021-09-18 09:46
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