星际旅行知多少
2019-07-01     人参与 0评论

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  在影视作品中,我们看到过 不少先进的宇宙飞船在星云里极 速前进,在太空中引发绚丽的辉 光,这一美景简直让天文爱好者 们着迷。
  
  但现实中,这一场景有没有 可能真的实现呢?假设我们现在正 在为人类策划第一次星际旅行,我 们应该从哪里着手呢?
  
  选择目的地
  
  不管何种旅行,我们第一步 要做的就是选择目的地,为星际旅 行选择目的地更不能马虎。首先要 考虑的应该是距离问题。科学家们 发现,半人马座α星位于距离地球 约4.37光年的地方,是太阳最亲密 的邻居。位于天空南方的半人马座 α星,是三颗恒星由于引力的作用 聚集在一起而组成的聚星系统。 这三颗恒星分别是:半人马座α 星A、半人马座α星B,以及半人 马座α星C。其中半人马座α星A 与半人马座α星B是一对双星,第 3个成员半人马座α星C是一颗红 矮星(指表面温度低、颜色偏红的 矮星),因为它距太阳只有4.24光 年,是离太阳最近的恒星,所以也 称为比邻星。由于距离上的绝对 优势,包括《星际迷航》在内的 科幻作品都把半人马座α星想象成人类的第 一个星际旅 行目的地。
  
  为此, 科学家们 格外关注 这里。2012 年,科学家 们惊喜地发 现,有一颗行星正围绕着半人马座 α星B进行轨道运行。奇怪的是, 三年之后,这颗行星再也找不到 了。不过科学家表示,这颗行星的 温度太高,不适合人类居住,即使 它仍然存在,也不能作为人类星际 旅行的目的地。而在2016年,科学 家们发现了一颗围绕比邻星的行 星,叫作比邻星b。该行星位于适居带内,其表面也许有液态水。
  
  这样一来,目标选定比邻星b 即可。接下来,我们只要搭乘一艘 像“进取”号那样的宇宙飞船,就 能开始我们的星际旅行了。
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  驱动一艘飞船
  
  对于宇宙飞船的研究,科学 家们也是锲而不舍。1958年,美国 政府发起了一项“猎户座计划”, 打算造一艘至少可以搭载40名宇航 员的巨无霸太空船,并使用核弹做 动力,将其送往火星、木星或土 星。这项计划聚集了当时世界上最
  
  顶尖的科学家,并投入了大量的资 金。“猎户座”太空船的工作原理 是:让太空船携带数千枚小型核 弹,当飞船需要动力时,宇航员就 从船尾释放出一颗核弹,接着再释 放出一些由含氢塑胶制成的固体圆 盘。当飞船驶出一定距离,核弹将 在飞船后面爆炸,蒸发掉塑胶圆 盘,将其转化成高热的等离子浆。 这些等离子浆会向四面八方冲击扩 散,其中一部分将会撞击太空船尾 部巨大的金属推进盘,从而推动太 空船高速行驶。
  
  研究人员计算出,这艘船的 速度可以达到光速的5%,以这个 速度从地球到达半人马座α星大约 需要90年。然而,1963年的《全面 禁止核试验条约》和1967年的《外 太空条约》(禁止在大气和太 空中进行核爆炸),直接导致了 “猎户座”计划胎死腹中。
  
  但是,有没有一个不那么 具有爆炸性并且能达到同样目的 的推进系统呢?英国星际学会在 20世纪70年代重新回顾了“猎户 座计划”,并提出“代达罗斯计 划”。“代达罗斯计划”以更强大 且更加环保的核聚变力量代替核 弹,为飞船提供动力。它的推进系 统不像“猎户座”太空船那样在外 部爆炸,而是使用内部的发动机, 在一个磁场构筑的“燃烧室”中, 向小燃料球发射电子束,产生离 子。这种用磁场限制离子浆的办法 明显比“猎户座”太空船更高效, 因为“猎户座”太空船核弹爆炸产 生的能量只有小部分投射到了船体 上转化为动力。据有关数据显示, “代达罗斯”探测飞船的质量为5.4万吨,其中推进装置重量就占 了5万吨。预计经过持续4年的加速 后,“代达罗斯”探测飞船的飞行 速度可以达到光速的八分之一,这 就意味着它从地球到达半人马座α 星仅需要40年。
  
  太空飞城
  
  可以想象,一趟星际旅行需 要花费的时间会非常长。实际上, 我们所搭乘的宇宙飞船,会更像是 自己生活的城市,也就是科幻小说 里所描述的星际方舟。
  
  著名的航天科学家康斯坦 丁·齐奥尔科夫斯基和罗伯特·戈 达德曾提出星际方舟的想法。他们 认为,星际方舟起码要花上几千年 的时间才能到达目的地,所以这艘 方舟上至少需要成千上万的人,才 能维持长期的自然繁衍。这一想法 深受20世纪中期科幻小说作家们的 欢迎。罗伯特·海因莱因(美国现 代科幻小说之父) 在1941年写的 两篇小说中,描述了一艘飞船,这 艘飞船花了很长的时间才到达目的 地,以至于船上的人早已经忘记了 他们是船上的乘客。相反,他们认 为这艘大型飞船才是他们生活工作 的家园。
  
  另外,让人们进行一个长达 几百年甚至几千年的航行,可能 还会引发一些社会问题,例如, 在航行过程中,这些人的后代将 在行星之间的虚空中出生,这些 新诞生的生命到底算是地球人, 还是外星人?
  
  几千年对人类而言是相当长 的一段时间,这意味着几十代人将 以全部的生命致力于星际间的旅 行。这样看来,“猎户座计划”所 需的90年和“代达罗斯计划”的40 年就让人容易接受多了。
  
  疯狂的创意
  
  不过,即使是几 十年,又有多少人会自 愿参加这样的远征呢? 为了解决这个问题,科学家们提出了一些更有创意的想 法。可能有些想法有点儿疯狂。
  
  一种是用“蛋船”的方式。 这是科学家的一种大胆的设想:将 低温保存的人类胚胎,或配子(卵 子和精子)送入深空。到达目标星 后,胚胎就会发育成人。科学家们 相信,在21世纪内,没有母亲的分 娩可能成为一种现实。从理论上 讲,我们将能够在几个世纪内把冷 冻保存的胚胎送入太空,它们将在 各自的保温舱里发育成新生婴儿。 然后,我们所需要的只是机器人保 姆来抚养和教育这些婴儿。科学家 们有足够的信心,随着人工智能的 快速发展,机器人保姆的想法应该 不难实现。
  
  虽然蛋船的想法看似可行,但 是由此引发的伦理问题还有待商榷。
  
  还有一种设想就是“假死”。 从我们现在的常识来讲,“假死” 听起来似乎有点儿天方夜谭,但日 益进步的医学,科学确实有望使人 类进入安全的长期冬眠状态。
  
  其实在临床治疗中,有意地 将病人的体温降低一点儿是较常规 的做法。这种做法用以诱导病人在 心脏停搏之后,进入轻微的低体温 昏迷,从而减少这段时间的氧气损 耗,使得病人在经过治疗后,其大 脑不会发生再灌注损伤(指遭受一 定时间缺血的组织细胞恢复血流 后,组织损伤程度迅速加剧的情 况)。而在一些较先进的临床试验 中,创伤外科医生会在病人严重失 血的情况下,将他们的温 度降至接近冰点,病人在 整个过程中的状态基本与 冬眠无异——这是真正意 义上的假死。
  
  不过,这个假死的 过程目前仅可以持续2到 3个小时。科学家表示, 随着科技的不断进步,这 一假死的持续时间可以延 长,最终我们可以让人们睡得足够 久,以至于让整个星际旅行在睡眠 中度过。但是长期的冬眠,会对人 类的各项机体产生怎样的影响,当 他们苏醒时会变成什么样,我们没 办法预测。
  
  总之,科学家们还在不懈地 努力,使星际旅行离我们越来越 近。说不定在不久的将来,以上 这些都将成为现实,人类第一次 星际旅行会是何种壮景,让我们 拭目以待。
  
  张辰  摘自 奥秘

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