光束推進飛船

光束推進飛船

光束推進飛船,光束推進技術採用寬闊的圓錐形“船帆”,這個船帆以及飛船本身都必須使用質量非常輕的材料製作而成,比如納米碳管,石墨烯和鈹等等,這些材料必須可以經受2000華氏度(約合1093攝氏度)的高溫炙烤,這種高溫是由射來的能量束造成的。這就要求這些材料具有極好的反射性能,能儘量少的吸收這些熱量。在上世紀80年代中期,物理學家羅伯特·富沃德提出藉助從地球發出的能量束實現星際飛行的方案。這一理論後來經過了進一步發展,甚至給出了使用雷射進行反向減速的方案,從而使其能夠順利進入另一個太陽系。

概述

光束推進飛船光束推進飛船

光束推進飛船,在地球附近製造出大量的能量,並將能量束瞄準飛行中的飛船,採用核聚變推進,反物質推進,甚至黑洞借力推進,飛船本身都必須攜帶大量的燃料,然而這樣做就會極大地增加飛船自身的重量,從而讓加速或減速時需要耗費的能量隨之大幅上升。

提出背景

現在已經發現了大量系外行星,而一旦我們得以區分出其化學組成,那時我們或許將會嘗試派出恆星際飛行器前往實際查看一探究竟,尋找生命存在的最佳候選星體。
在上世紀80年代中期,物理學家羅伯特·富沃德提出藉助從地球發出的能量束實現星際飛行的方案。這一理論後來經過了進一步發展,甚至給出了使用雷射進行反向減速的方案,從而使其能夠順利進入另一個太陽系。

主要特點

投射飛船前方的光束能量投射飛船前方的光束能量

光束推進技術用於發射這束超級能量束的發射器將是一個巨大的天線,耗資將會十分驚人,建造一個可用於發射一輛卡車般大小載荷的能量束髮射裝置將耗資180萬億美元,並且每執行一次任務還需要額外花費5000億美元。但是儘管這些數額聽上去大得嚇人,但是事實上,相比建造一艘自行推進的恆星際飛船,這樣的花費仍然是相對較便宜的。
由於這一巨型發射裝置是被安裝在地球上或是近地空間,因此可以對其相對方便地進行後勤維護保養,因為畢竟你在其它星球上可找不到可以維修的停泊港。並且這一系統很大程度上是可以承受失敗的,因為如果有一個探測器壞了,我們只要直接另外在能量束上放置一個新的來替換就好了。
一艘真正的恆星際飛船,一艘可以以大約1/10的光速在大約40年內飛抵距離我們最近的半人馬座α星的飛船,其重量將大約為數噸,除非其大量使用超輕質的納米技術材料建造,該技術將把恆星際距離縮減至一個濃湯罐頭那么近,需要建造一台功率為300太瓦(TW),直徑60英里(約合96.5公里)的巨型發射天線來推動它,其電力消耗量將相當於目前全世界每天總耗電量的20倍。
光束推進技術探測器必須可以快速加速,以免自己的船帆被蒸發掉。因此其加速度將達50個G,因此先不要幻想著搭乘這艘飛船去做星際旅行,因為你會被輕而易舉地壓成一個薄餅。

測試實驗

這項技術最先可以被用於在太陽系內進行測試,比如用於為在火星上執行任務的太空人們傳輸重要的部件或藥品。當被“射出”之後,這些載荷的飛行速度就將可以達到每小時100萬英里(約合160萬公里)左右。而當載荷抵達火星時,雷射或大氣減速系統將讓其進入火星軌道。這樣的物品傳輸時間將低於兩個星期。
光束推進技術幫助我們向他們所在的星系發射飛船,並最終抵達那裡,這樣一種恆星際飛行方式或許將是兩個宇宙文明之間相互交換“物理物件”的唯一可行辦法。

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