另一种可能性是永动机,在这方面,星际飞船的速度是第二个问题,但第一个问题是如何设计这样一个物体,使其在没有任何燃料或外部阈值或触发器的情况下永远运动下去。用于星际旅行的最多的概念是量子泡沫或宇宙时空结构的“曲速引擎”,这个概念是创造这样的曲速引擎,它可以扭曲时空或在超空间中旅行。由于量子力学效应,量子泡沫是空间结构中每个小尺度上的时空波动。高维运输飞船也具有四维或更像太空中的宇宙立方的导航能力,可以探索和进入新的不同的宇宙,这个宇宙有完全不同的规律、物体、行星、恒星和形状,有可能出现与人类相比最具智慧的生命形式。黑洞、虫洞和超空间可以使这一切成为可能,但这方面需要超高速宇宙飞船,因为在“事件视界”甚至光也无法通过奇点,而奇点处的引力巨大,时间在这里终结。我担心,要前往数十亿万光年之外的星系、超级星系团、星际、多元宇宙或最终存在的全能宇宙,我们需要这样一种运输飞船,其速度是光速的几倍。因此解决方案可能是基于“超光速”粒子或基于第赫子粒子的航天器工程,这是一种假设的粒子,其速度总是比光速快。另外,另一种可能性是基于“中微子”的宇宙飞船进行星际或太空旅行,中微子是一种与电子非常相似的亚原子粒子,但不带电荷,质量可以忽略不计,可以假设为零。
摘要 数千年来,人类一直梦想着探索地球和太阳系以外的空间。本文讨论了如何利用当今或不远的将来的技术实现这种星际旅行,特别关注推进技术。首先,本文考虑了星际旅行背后的动机,即它将提供有关系外行星和星际介质的大量科学信息。然后,本文讨论了使用传统航天器进行星际旅行时面临的许多挑战,包括距离、时间和能量方面的挑战。然而,许多可能的替代推进技术解决了这些问题。本文讨论的三种技术是离子发动机、核脉冲推进和光帆。本文使用全面的 Pugh 矩阵分析了每种技术的适用性。本文得出结论,光帆是星际任务的最佳选择,因为它们具有高比冲和最终速度。利用光帆技术开发了在 50 年内飞越我们最近的恒星比邻星的基础任务概念。任务概念包括讨论推动光帆所需的激光器、探测器的大小和质量、机载仪器、任务时间表、通信、部署,最后是风险分析。本文最后介绍了创建此类任务所需的未来进步和研究。
现代怀疑论者可能会问的基本问题是:“为什么要执行星际任务?”仅在二十多年前,其他怀疑论者也发表了类似的话,即“为什么要去月球?”尽管与等待整个银河系中我们探索机器的发现相比,这些尚未发现的科学宝藏包含许多世界上有许多有趣和奇怪现象的世界,但这些尚未发现的科学宝藏是适度的,甚至可能是微不足道的。自1957年太空时代的黎明以来,星际旅行已经从梦想过渡到现实。人类的新梦想现在是星际旅行\大多数当代技术有远见的人都表明,如果我们选择永远留在我们的宇宙摇篮中,我们将无法作为一个物种繁荣起来(甚至最终生存)。实际上,人类基本上仍处于危险之中,直到我们永久扩展到本地星球的祖先生物圈超越太阳系。星际旅行为我们提供了真正长期生存的人类生活。在我们的地球在由于宇宙灾难(例如,小行星的影响)或人类愚蠢(例如,全部核战争)而变得无居住之前,当然,在我们的太阳去世之前(从现在起约50亿年)(我们必须从现在起约50亿年)(我们必须建立技术,政治,政治和经济基础设施,才能从中获得“到达星星”。本文探讨了一个复杂的机器人航天器系列的重要作用,即我们的合作伙伴和机器先驱在通过银河系的命运之旅中发挥作用。[1-4]
根据对模拟论证最常见的解释,我们很可能生活在祖先模拟中。有趣的是,在所有模拟空间中,某些模拟家族是否比其他模拟家族更有可能出现。我们认为,计算复杂性给出了一个自然的概率度量:更简单的模拟更有可能运行。值得注意的是,这使我们能够从我们生活在模拟中的事实中提取实验预测。例如,我们表明,人类很可能无法实现星际旅行,人类也不会在宇宙中遇到其他智慧物种,从而解释了费米悖论。另一方面,任何这些预测的实验证伪都将构成反对我们的现实是模拟的证据。
二、推进系统的技术现状与问题 现阶段航天推进技术,唯一实用的推进系统是化学推进系统和电推进系统,它们都是基于质量的排出来引起动量推力。目前的推进系统广泛采用基于动量守恒定律的动量推力,由于其最大速度受气体有效排气速度与质量比的自然对数的乘积限制,其速度太慢,无法使飞船实现行星际旅行和恒星际旅行,因此一直亟待推进方式的突破。 2.1动量推力(反作用推力) 如上所述,目前除太阳帆和光帆外的各种推进系统都是基于动量守恒定律的。对于基于动量守恒定律的动量推力,其最大速度(V)受气体有效排气速度(w)与质量比的自然对数(R)的乘积限制。
Hamda Al-Ali 是伦敦帝国理工学院帝国等离子推进实验室的博士候选人。她的研究重点是新型高功率等离子推进系统的设计和实验鉴定:球形托卡马克推进器。这项创新技术的灵感来自球形托卡马克和磁约束聚变的工作原理。推进器受益于高推进剂电离和利用率,并与多种推进剂兼容,包括水等分子绿色推进剂。球形托卡马克推进器的无电极设计消除了与电极存在相关的问题,例如电极腐蚀和阴极中毒,从而延长了其使用寿命,同时提供了高比冲,以增加有效载荷质量分数并降低航天器发射成本。这些特性和能力使其成为深空探索任务的有吸引力的候选者。这项技术将实现高效的行星际空间探索,并使星际旅行更加可行。
地球和空间站上已经进行了大量的实验工作,以开发用于长期太空任务的种植食物的方法。5,6 月球和火星基地需要生物再生生命支持系统来实现自给自足的食物生产;否则,它们将成为价值有限的临时前哨,维护成本高昂,并需要不必要的星际旅行和相关风险。维护农作物需要人类进行大量的动手工作,从而减少了探索时间。然而,机器人食品生产现在正在地球上进行,而且,鉴于人工智能的力量,可以对其进行调整以维护火星上的农业模块。探测车可以在着陆点收集冰和土壤。机械臂在可移动的轨道上移动,可以种植、培育和收获可以包装和冷冻的食物,在人类登陆之前储存多年的供应。机器人可以是半独立的,也可以是远程控制的,带有可以轻松拆卸以根据需要连接替换臂的臂座。
本文提供了Alpha的概述,Alpha是一项快速发展的低成本立方体任务,可验证高度逆转型材料以进行轻型推进。由康奈尔大学太空系统设计工作室的学生设计,集成和测试,该任务展示了许多关键技术,这些技术使下一代能力能够进行太空探索。尤其是本文侧重于芯片组的新应用(革兰氏量表上的芯片技术)作为验证Alpha的帆轨道和态度动态的一种手段。其他创新包括一个完全3D打印的结构,以启用快速,便宜的原型制作,这是一种围栏虹膜调制解调器,绕开了对地面电台无线电设备的需求,反式式流动式帆材材料,可提供激光照明的更确定性的动力,并仅利用态度控制态度和态度控制态度控制态度和巨镜控制。除了这些近期的技术示范外,Alpha是Space全息图的第一个展览之一,该媒介在星际旅行中的多个角色中表现出长期的承诺。