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曲率引擎是个什么玩意——未来星际旅行瓶颈的突破

 程浩瀚 2018-07-11

人类探索太空的梦想已经持续了几个世纪,人们对星空充满了梦幻和期望。

现在已经实现了人类登月,无人探测器登陆或勘察了火星,各种空间探测器还相继考察了拜访了太阳系的水星、金星、木星、土星、天王星、海王星以及“哈雷”彗星等。无人探测器旅行者号都已经飞出了太阳系(因对太阳系的边界范围有争议,是否算飞出了太阳系也有争议)。

近年来,探索和开发太空的步伐加快了,一些有实力的大国都做出了更加宏大的规划,中国也准备登陆火星。

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但是,总体上来说,人类目前的探索范围总体上还锁定在太阳系以内,实际上,太阳系内的天体也还知之甚少,究其原因,就是人类目前掌握的航天器引擎所能达到的速度还很小。

根据天体物理学原理,要实现航天飞行,有三个宇宙速度,第一宇宙速度为7.9公里/每秒,这个速度可以飞出地球大气层,成为地球卫星,但不能挣脱地球引力;第二宇宙速度为11.2公里/每秒,这个速度可以挣脱地球引力,成为围绕这太阳飞行的卫星,但出不了太阳系;第三宇宙速度为每秒16.6公里/每秒,这个速度可以挣脱太阳的引力,飞向遥远的深空。目前美国发射的先驱号、旅行者号无人探测器就已经达到了第三宇宙速度,向太阳系外飞去。

然而,这所谓的第三宇宙速度在宇宙尺度上太渺小了。离我们太阳系最近的恒星系比邻星了我们有4.22光年的距离,如果按照现在能达到的飞行速度按每秒20公里计算,到达比邻星系也要63300年。而在目前所知的宇宙,最远的星系已经有150亿光年。所以这样的技术和速度想要真正的探测宇宙是完全不可能的。

日前,已经有人开始考虑采用光帆的办法大大提高探测器的速度,前往探测比邻星b,那里有一个类地行星。这就是设想中的“破星计划”。这个计划准备建立一个巨大的激光发射器,轰击一个微小无人探测器的光帆,使其达到光速的五分之一,这样经过20年到达比邻星,并以每秒6万公里的速度掠过,争取在这瞬间拍摄到几帧照片发回地球,这些照片微弱的信号经过4年多的时间才有可能被地球巨大的矩阵接收装置捕捉到。这还只是个设想,这个设想如果能够成功,将是人类第一次对太阳系外星际空间的探索。但得到的信息还是相当的有限,而且充满了风险。

宇宙飞船前后空间可进行收缩和扩张,而飞船本身却置于一个没有扭曲的时空泡中,也就是说只有曲速泡外的时空发生了扭曲,飞船所在的时空是平坦的。根据伊卡洛斯星际公司首席执行官、物理学家、博士后研究员理查德·奥伯塞(Richard Obousy)介绍:“在宇宙空间中,光速是恒定的,一切物体运行速度都要受到光速的限制,但曲速驱动是一个很酷的想法,通过‘编织’时空而避免了光速限制的定律。”按照这一概念打造的宇宙飞船,将能够实现10倍光速左右的宇宙航行速度,而且不破坏光速限制。

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