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        父死子繼: 真實(shí)的星際飛船

        2020-08-11 07:37:21草森
        科學(xué)之謎 2020年6期
        關(guān)鍵詞:比鄰星核污染減震器

        草森

        世代飛船是一種設(shè)想中的以遠(yuǎn)低于光速進(jìn)行長期宇宙航行的飛船。在這樣的宇宙飛船上,有足夠的空間和物質(zhì)支撐一個人類群體的繁衍生息。也許第一代人類不能到達(dá)幾百乃至幾千光年外的目的地,但是他們的后代終有一天會到達(dá)那里。在抵達(dá)目的地之前,船上的居民并不會自我冷凍,而是照常生老病死、結(jié)婚生子,他們的后代也會一直生活在船上,不斷繁衍生息。

        除非科學(xué)家在宇宙飛船的推進(jìn)方式上有所突破,又或者實(shí)現(xiàn)了宇宙飛船的空間跳躍技術(shù),否則人類很可能只能用世代飛船進(jìn)行星際航行了。

        最近的恒星與世代飛船

        距離太陽最近的恒星叫做“比鄰星”,它于1915年被蘇格蘭天文學(xué)家羅伯特·英尼斯發(fā)現(xiàn)。比鄰星與太陽相隔約4.25光年(40萬億千米左右),是一顆紅矮星。這是一種表面呈紅色,大小、表面溫度和質(zhì)量都比太陽小很多的恒星??茖W(xué)家認(rèn)為在比鄰星的宜居區(qū)里可能存在具有液態(tài)水的星體,加上比鄰星星系是距離地球最近的恒星星系,所以人類將來星際旅行的第一站極可能是那里。

        船員在世代飛船上俯瞰地球

        不過,即使是最近的恒星,世代飛船在理想的條件下仍然需要至少100年才能到達(dá)那里。太空旅行者和他們的后代將在飛船上生活一個世紀(jì),甚至是更長時間。世代飛船可以說是一個大型的、自給自足的“太空殖民地”。

        世代飛船將以核聚變反應(yīng)來獲得動力,另外,它們所制造出的能量還會被用來“創(chuàng)造”地心引力。跟大多數(shù)科幻電影中不同,船員們并不住在柱形船體當(dāng)中,而是住在環(huán)繞柱形船體旋轉(zhuǎn)的圓環(huán)里??茖W(xué)家們就利用高速旋轉(zhuǎn)的圓環(huán)所產(chǎn)生的離心力來模擬地心引力。飛船頂部還會安裝一個被稱為“磁泡”的磁場生成系統(tǒng),這個系統(tǒng)能夠制造出類似于地球磁場的磁場,以使宇宙飛船及其居民免受宇宙輻射的傷害。

        不過,科學(xué)家們要造出這樣一個漂浮于太空的殖民地,要面臨各種挑戰(zhàn)和難題。

        核污染與減震器

        在1958~1963年間,美國科學(xué)家正在著手一個“獵戶座計(jì)劃”。在這個計(jì)劃中,科學(xué)家們設(shè)想通過在宇宙飛船的尾部“引爆”原子彈,來推動飛船起飛和前進(jìn)。不過這個計(jì)劃最后被美國政府終止了,其中一個主要的原因就是飛船起飛時所造成的核污染。

        根據(jù)科學(xué)家估計(jì),一艘高60米、直徑為40米、重4000噸的獵戶座火星飛船,它的一次出行所排放的核污染最終會被地球的磁場吸回。屆時全球?qū)⒂袛?shù)百人死于這場污染,更不用說更大的世代飛船了。所以,科學(xué)家們正在絞盡腦汁,看看能不能至少從理論上設(shè)計(jì)出核污染極小甚至是沒有的引擎。

        另外,正如我們在一些媒體中看到的那樣,火箭飛船被推進(jìn)時會劇烈震動。世代飛船原本也不例外,只不過它在底部會多出一個大圓盤形的減震器,這個減震器會吸收核爆炸、核裂變反應(yīng)或核聚變反應(yīng)所產(chǎn)生的核脈沖,然后再把核脈沖以一種更“溫和”的方式釋放,從而使世代飛船獲得強(qiáng)大的推進(jìn)力,同時又不會劇烈震動。不過,能夠吸收核脈沖的減震器不是那么好制作的,因?yàn)樗粌H要耐受至少67000℃的沖擊波高溫,還要能抵擋住沖擊波所造成的壓強(qiáng),不過,科學(xué)家直到現(xiàn)在還沒能找到合格的材料,來制作吸收核脈沖的減震器。

        倫理道德與心理健康

        不僅世代飛船遭遇到技術(shù)挑戰(zhàn),在那樣漫長、狹窄的空間里,每個乘客還將遭遇倫理道德、心理健康等的挑戰(zhàn)。

        科學(xué)家們通過研究得出,世代飛船出發(fā)時需至少搭載160人,才能確保飛行期間船員后代遺傳的多樣性。這樣,只有兩個遺傳基因差異足夠大的人才能在一起,這也意味著無法自由戀愛和結(jié)婚,必要的時候,兩個毫無感覺或者相互厭惡的人甚至可能被指定為夫妻。這樣的舉措又會對在飛船出生的孩子產(chǎn)生怎樣的影響呢?

        此外,為了保證世代飛船的安全和高效運(yùn)行,每個人只能接受被指定的工作,并嚴(yán)格按照指示行事。這意味著人們無法像在地球上那樣自由選擇職業(yè),只能痛苦地接受選擇權(quán)被剝奪的現(xiàn)實(shí)。這會給人類帶來什么樣的影響呢?

        而且,如果一個人病情嚴(yán)重,被治愈的可能性不大,那么為了其他船員的安全,這個人極可能會被“人道”毀滅,即便這個病人并沒放棄治療。

        另外,船員們的心理健康也是一個不可忽視的問題,畢竟他們要在一個封閉的環(huán)境中至少生活100年,而且資源有限。船員們還會清楚地知道一旦發(fā)生意外,他們將無處可逃。在這兩種條件的共同作用下,對于船員個人來說,較容易滋生抑郁、精神崩潰和狂躁等心理問題;對于船員群體來說,則較為容易引起極權(quán)主義和暴動等“社會”問題。

        在100年之內(nèi),科學(xué)家們很可能就具備制造世代飛船的技術(shù),但因?yàn)樯鲜龅姆N種問題,地球上的人很可能會阻止世代飛船發(fā)射。因此,移民外星也許是下下之策,更為重要的是保護(hù)好如今的地球,這才是上上之策。

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