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《三体》里面明确说化学燃料火箭是没有前途的,为啥还在往这方面发展? 第1页

  

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一是因为“三体里面明确说化学火箭没有前途”是有语境的。剧情里章北海想要能在较短时间内冲出太阳系的宇航载具,来进行宇宙逃亡。那超过了化学火箭的能力范围。即便在他的有意识干预下,人类还是走了许多弯路,花了数百年时间才搞出核聚变推进的飞船。

现实中,人类并没有在近未来获得宇航能力的迫切需要,不着急拿现在的技术去搞。化学火箭还远没有达到最高效率与安全性,仍有潜力可挖并可以向其它行业输出新的技术成果。一步步踏实地前进更加稳固,实际上可能比小说里描写的进步更快。

如果你非要现在就换别的推进方式,离子推进、帆类推进、磁轨炮直接射出去之类只适合在真空中使用,毫米波火箭[1]在大规模发射时效率才能超过化学火箭,而现在又没有那么多发射任务。动量交换绳现在都没一根,在学会走之前不要成天想跑。

也有一些技术乐观主义者认为在2045~2075年技术奇点[2]就会降临,一劳永逸地解决这些问题。


二是因为三体描写的“无工质可控核聚变辐射推进”在现实中比化学火箭更弱,现实的核能推进技术则有很大的危险性和诸多的技术难题,在目前的条件下还不适合使用。

现实中可控核聚变本身举步维艰,用辐射推进的效率更要比喷射聚变产物低几万倍,别人整出来核聚变推进也不会留着聚变产物的。可以参照此处:

对现实中的核推进有兴趣的话,可以参照以下内容。

火箭公式与相对论性火箭公式的简介:

代达罗斯计划与远射计划的简介:

代达罗斯计划的聚变装置的构造:


三是因为人类知道的高级推进技术的发展方向比三体3描述的“曲率推进”还要远大得多,但也因此现在的技术搞不来。

三体3叙述的东西跟现实世界的曲速理论是不一样的,阿库别瑞度规允许事实上超越真空光速。

理论物理学家米给尔·阿库别瑞(Miguel Alcubierre)在1994年提出的阿库别瑞度规定义了曲速引擎的时空,按照广义相对论来解读,这是一种洛伦兹流形,允许一个曲速泡出现在原先平坦的时空中,并在实质上以超光速移动。其速度没有特别的上限。按照暴涨宇宙论的现有模型,宇宙早期空间膨胀的速度可能达到过真空光速的1E70倍。可观测宇宙和目前不可观测的部分的估计尺寸在这种速度面前都是毫无意义的。
制造曲速泡需要巨大的负能量,但后来NASA的哈罗德·G·怀特改进其数学模型,用曲速环的形式将拖动较少物质需要的负能量压缩到卡西米尔真空可以承担的范围附近[3][4]。他已经就此进行了一些实验,这被广泛解读为NASA在研制曲速引擎。

去年黑洞事件视界影子的照片大概你也看了。那周围的等离子体的视速度就是超越真空光速的,那是黑洞参考系拖拽对时空的影响。你可以认为那就是曲速飞行。

零点能推进器:

2014~2016年,NASA考察了零点能推进器的理论可行性,在目前的低级理论与低级技术下较完善的基础论文如下:
现在我们已经有非常原始的卡西米尔电池、循环卡西米尔动力装置、气体循环卡西米尔腔等微小功率的零点能装置的设计,但初步实验还没有取得公认的成功。
世界各地有一小部分民间人士致力于设计利用零点能的装置,直接创生能量的第一类永动机和用卡西米尔效应强制吸热的第二类永动机都有,其中一部分宣称取得了一定成果,但目前的“实物”并不起作用。
当然,也存在微小的可能性:可控核聚变发电商业化的进度会晚于零点能装置,使前者变得毫无意义。

黑洞引擎:

物质沿螺线落向黑洞时,强大的引力场使得物质摩擦并被加热,发出白热光并产生磁场,该磁场使物质流沿黑洞极区高速喷出。黑洞的吸积盘足够热得辐射出X射线。这一过程能够释放出物质的质量的10%对应的能量,而恒星核聚变的效率只有0.5%。在能制造出宏观黑洞并控制得住它的场合,将任何垃圾投向黑洞都可以从高热吸积盘散发的电磁波与高能粒子和黑洞极区抛射的高能粒子射流获取大量的能量,吸积盘的磁场也可以支持发电机。将任何垃圾投向带电的黑洞都可以增加它的转动能量,高速旋转的带电黑洞可以支持巨大的发电机。而黑洞吸入物质获得的质量也会随着时间以霍金辐射的形式放出,不会一直堆积在黑洞里。霍金辐射有黑洞越小则辐射强度越大的特点,小黑洞的霍金辐射可以比恒星更亮,投入物质维持它的存在就能持续获得能量。这是人类现在知道的效率最高的能量产生方式。
黑洞可以具有电荷,小黑洞可以被电磁束缚,对于大黑洞则可以围绕它在一定距离外建立设施。在合适的轨道上,黑洞吸积盘的辐射压可以和具有足够轨道速度的设施受到的引力平衡而防止设施偏离或坠入黑洞。
制造黑洞的方法可以是用大规模供电系统将大量太阳辐射转化成电能支持若干加速器、激光器或直接使用太阳能泵浦,将粒子加速至超高能或产生强激光,汇聚至一点。也可以是用大量核材料造成核武器,聚焦其起爆产生的硬X射线。无论如何,产生这样的黑洞需要粒子达到1千亿亿亿电子伏特以上的能量,这比人类现在最大的粒子加速器LHC的能级高了千万亿倍。
靠多维空间理论的ADD模型可以降低产生黑洞需要的能级直至较靠近LHC的能力[5],这种支持粒子加速器造黑洞的理论是最接近我们现有科技水平的。也有学者做了关于LHC已经能产生微黑洞的研究[6],但这还需要进一步证实。ADD模型的微黑洞对霍金辐射稳定,即使从量子级开始一个个吞噬原子也能维持自身。

参考

  1. ^ https://www.zhihu.com/question/338879543/answer/782058272
  2. ^ https://zhuanlan.zhihu.com/p/27765001
  3. ^ https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20110015936.pdf
  4. ^ http://earthtech.org/publications/davis_STAIF_conference_2.pdf
  5. ^Dejan Stojkovic, 2005 https://www.researchgate.net/publication/8034759_Distinguishing_Between_Small_Arkani-Hamed-Dimopoulos-Dvali_and_Randall-Sundrum_Accelerator-Generated_Black_Holes
  6. ^Barbara Betz,Marcus Bleicher,U. Harbach,T. Humanic,B. Koch,Horst Stoecker, 2006 https://www.researchgate.net/publication/2020077_Mini_Black_Holes_at_the_LHC_Discovery_Through_Di-Jet_Suppression_Mono-Jet_Emission_and_a_Supersonic_Boom_in_the_Quark-Gluon_Plasma_in_ALICE_ATLAS_and_CMS



  

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