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科学家讨论星际旅行可行性 航程距离远仍是难题

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核心提示:近日,科学家讨论星际旅行的可行性,指出,星际旅行研究发展至今日,需要解决的问题终可归为一个:距离。

科学家讨论星际旅行可行性 航程距离远仍是难题

正如亚当·道格拉斯在经典作品《银河漫游指南》中描绘的那样:太空是一个巨大的存在。巨大到即便是科幻作品,也需要花费很大力气来令这种巨大所产生的空洞感不至于那么突兀。实际上,大部分科幻的做法是,尽各种手段回避这个问题——如何征服这种“巨大”。总之要尽量把读者的注意力拴在故事身上,而不是集中在对技术问题漏洞百出的表述中。

这样处理,皆大欢喜。不过问题是总有一些科学家、工程师和科幻作家喜欢尝试挑战。据英国《经济学人》杂志文章称,日前,一批人正在伦敦的皇家天文学会举行集会,认真探讨起如何才能够在现实世界完成一个创举——驱使星舰进行星际旅行。

这并不是科学家第一次进行类似的活动。稍早时热闹的争论声就已经在美国的圣迭戈市响起,而国际上专门从事星际旅行研究的机构也多了起来。这种景象,或许代表着“星舰派”声威日盛。

星际有多远?

星际旅行研究发展至今日,需要解决的问题终可归为一个:距离。就是航程。形象点说,如果直径12742公里的地球,是一颗放在记者办公桌上的小沙粒,那么月球可以按比例视作3厘米外更小的一颗。太阳稍微远点,大概在12米外的编辑大厅内。至于那颗离太阳最近的恒星——半人马座阿尔法B,我们需要走3200公里,差不多从北京走到昆明才能会一会它。

面对这种夸张的尺度,以化学燃料提供推力的火箭根本无能为力。那颗刚飘出太阳系的“旅行者一号”就是很好的例子。它在助推火箭及行星引力的作用下速度曾达到惊人的每秒17公里,即便以这样的速度,想完成从地球到阿尔法星的旅程,也要漫长的75000多年。

与之相比,核动力技术能够有效地降低这些天文数字。独立物理学家弗里曼·戴森设想的依靠核爆驱动的飞船,只需要130年就可以抵达阿尔法星。但问题是它踩得下油门,却踩不了刹车(后者所需的能量是前者的两倍),因而只能在加速中与目的地擦肩而过。

英国星际协会上世纪设计出“戴达罗斯”号无人星际飞船的情况会好一些,尽管速度更快,但能够收集沿途的各类数据;而作为继任者的“伊卡洛斯”号已经有能力降低自身的速度;美国国家航空航天局和美国海军共同运作的“远景”项目,看起来更为完美——飞船将精确停靠目标,并进入恒星轨道开展研究。

但核动力也有壁垒。首先就是过于庞大的装置。“戴达罗斯”号自重54000吨,其中大部分来自其安装的核反应堆。仅运送它就需要消耗额外的燃料,而燃料本身又是一大问题——这种名为3He的氦同位素,并不容易获取。“戴达罗斯”团队曾设想从木星大气中开采——其前提是人类已经在整个太阳系范围内实现殖民。这距离现实太过遥远。

好帆凭借力

高科技陷入了纠结。有些人把思路转向了另一种方法,不需要考虑令人头疼的燃料问题,新设想的飞船装备了人类最古老的发明——帆。

太空帆所需的不是风,而是激光或微波辐射。与化学燃料和核能相比,后者将赋予它们更加接近光的速度,使其可以“安静”地驶向宇宙中任何想去的地方;同时,因为无需负重,飞船的体积将更加灵巧,便于加速;而减速也不再是一个问题,当靠近目标时,飞船将张开第二张帆——磁化帆,依靠目标恒星发出的太阳风来降低速度。该技术在现实中已经存在。

太空帆构想还有另一大特点,就是循环使用,因而其比火箭、核反应堆更加省钱。

实际上,这也代表着实现星际旅行所要考虑的另一大问题——成本。微波物理学家、前核聚变研究者吉姆·本福德指出,即便是发射一颗小型、低速、以考察太阳系边缘为目标的探测器,其电力消耗也相当于一个小型的国家。而如若真的上升到星际旅行的层面,比如飞船速度要达到光速的十分之一,人们几乎需要推动整个文明向前——以克服天文数字的距离。

这同时意味着与飞船有关的一切都不会是小的数目。预算,就是拿出“全部”。

只因它存在

很多人想知道,为什么科学家要“自找麻烦”、不懈地挑战星际旅行之难题。在最新一次讨论中,英国皇家天文学会的几位代表承认,在人类可以畅游太阳系并掌控不止一个星球的资源之前,造出星际飞船的可能性几乎不存在。而这一天是否真的能够到来,也还是一个悬而未决的问题。

但乔治·本福德同时称,人类非常不善于预言,许多被打上“不可能”标签的事物,其发展的速度往往远超预期。

其实,物理学、工程学在长达50年的研究后,也没提出一个明显的技术原因来证明无人飞船的建造不可行。

伦敦大学伯克贝克学院天文学家伊安·克劳福德则告诉人们,发射机器人探测器登陆外星球所得到的研究效果,远超过通过天文望远镜所得。他甚至列出了执行这样一次探索任务需配备的科学仪器,以及一些需要解答的恒星物理、行星科学、天文学等领域的问题。而对于另一些热衷参加星际研究的学者而言,“我能”这一条理由,就足够“我做”。

过往的经验,并不都足以作为未来的借鉴。太空探索所涉及的维度和问题,也远非地球上的坐而论道能够解决。乔治·本福德的自信也许是错误的,但他和他的那些飞船设计师同道们,却提供着科学精神中不可或缺的正能量。

人们为什么要征服星际?说到底,只因它在那里。(来自:科技日报 记者 张梦然 综合外电)

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