人類是如何實現星際空間航行的？

張為民I .光帆飛船——科學家浪費人民金錢的失敗。長期以來，人們壹直渴望擺脫對火箭的單壹依賴，尋找新的動力方式，實現人類遨遊太空的夢想。其中之壹是制造太陽帆，利用太陽能進行太空航行。2004年8月，日本人研制的太陽帆發射升空，進行了高度為170公裏的短期亞軌道實驗，開啟了長度約為65438公裏的兩次亞軌道實驗。目前，美國國家航空航天局也在進行太陽帆航天器的研究，並做了大量的試驗工作，以選擇制造太陽帆的材料，還討論了如何發射和如何在太空部署太陽帆。美國預測將於2010年啟航的太陽帆飛船將行駛15年以上，飛行37億公裏到達太陽系邊緣。早在400年前，著名天文學家開普勒就設想了僅依靠太陽光的能量，不攜帶任何能量，使航天器在太空中疾馳的可能性。他曾經指出，彗星冒煙的尾巴在陽光的影響下“不斷地顫動”。開普勒還計算了陽光可以為航天器提供的特定推力。但直到1924年，俄羅斯航天事業的先驅齊奧爾科夫斯基和他的同事贊德才明確提出“宇宙速度可以通過太陽光照射在壹面巨大的薄鏡子上產生的推力來獲得”。正是Tsander首先提出了太陽帆的想法，太陽帆是壹種用硬塑料包裹的超薄金屬帆，它成為了今天建造太陽帆的基礎。1984年，美國休斯飛機公司研究實驗室的物理學家羅伯特·l·福沃德(Robert L. Forward)在其具有裏程碑意義的論文中提出了利用古風帆技術進行星際旅行的設想。就像強風可以讓帆船穿越海洋壹樣，強大的激光束也可以推動帶著大帆的宇宙飛船遨遊太空。激光束擊中船帆後，轉化為動力，推動飛船前進。科學家設想利用太陽系中的激光為飛船提供動力，使其逐漸加速，奔向遙遠的世界。與太陽光相比，聚焦的激光束可以將帆船推向阿爾法人馬座太陽系甚至更遠，因為激光束不會像太陽光壹樣隨著距離的增加而發散和減弱。根據Forward的想法，Frisbie向55星的天蠍星描述了人類的旅行計劃。他用600英裏寬的鋁膜“帆”來推進飛船，旅行艙位於“帆”的中間。豎立在地球軌道或月球表面的激光器產生的高能激光束，通過壹面鏡子聚焦在飛船的“風帆”上，推動飛船。激光將工作數年，以確保航天器達到其巡航速度。然後在飛船到達目的地前幾年重啟工作，幫助飛船減速。鋁的熔點是65，438+0，220華氏度。弗裏斯比提出了大尺寸“風帆”的設想，以解決“風帆”本身的散熱問題，而“風帆”的過熱是由高能激光束造成的。如果妳計劃在太空中組裝航天器的“帆”，妳應該使用更輕、更有彈性的材料。美國國家航空航天局·格倫研究中心的傑弗裏·蘭迪斯正在研究由鈮(熔點為4490華氏度)或鉆石(在3270華氏度時分解成石墨)制成的薄膜。高溫材料可以承受光斑更小但能量密度更高的激光束的照射。鉆石“帆”與弗裏斯比的鋁制“帆”功能相同，但它使航天器加速更快，縮短了星際旅行的時間。如果用激光束幫助人類飛向天蠍座55，激光的輸出功率將是不可思議的。根據弗裏斯比的估計，推進飛船所需的激光穩定能量輸出應該達到17000萬億瓦。為了實現如此巨大的能量輸出，弗裏斯比提出用壹種特殊的裝置來集中太陽能來泵浦激光，也就是說，激光在太陽的作用下產生壹束會聚的、相幹的高能光束。事實上，美國芝加哥大學的物理學家已經展示了壹種新的系統，可以將普通光的密度增加84000倍。到目前為止，工程師們已經開發出了壹種簡單的太空帆船，但它使用太陽能而不是激光束來提供動力。在接下來的幾個月裏，行星協會(壹個太空愛好者的私人組織)計劃推出它的第壹艘太陽能帆船。這艘“帆船”被命名為Cosmos 1，重50磅，其鍍鋁“帆”寬100英尺。“帆船”計劃於2005年由潛艇從北冰洋的巴倫支海下水。離開大氣層後，陽光會將其推入更高的軌道。“宇宙1”太陽帆飛行器於2005年6月21日進入太空，在隨後的幾天裏展開了美麗的帆體。這是人類幾千年來第壹次成功有效地利用太陽能飛行。這種由太陽光推動的航天器，並不是通過我們常見的地面火箭發射方式帶入太空，而是通過潛艇水下發射的獨特形式開始其航程。它在發射前四周被帶到俄羅斯摩爾曼斯克附近的Sevomorsk海軍基地。在隨後的四周時間裏，在對風帆進行測試並安裝和充電電池設備後，它被放置在三級“波浪”火箭的彈頭中。發射前三天，火箭被運送到俄羅斯“達爾塔”III戰略核潛艇上，它躺在潛艇裏等了半天發射時間，開始在巴倫支海為發射航行。2005年6月21日，“浪潮”火箭從潛艇發射約20分鐘後，火箭第三級脫落。此時“宇宙1”應該進入距離地球512英裏的軌道。37分鐘後，太陽帆打開了。在短短壹天內，“宇宙1”將加速到195英裏每小時，同時，隨著速度的不斷加快，飛船將進入離地球更遠的軌道。“宇宙1”還帶有壹張光盤，很多發明家都在這張光盤上留下了自己的話。其中壹位科學家是這樣說的:“我們的祖先很早就學會了制造船帆，以便利用大自然的風，在大海中航行，來彌補他們劃船動力的不足。雖然我們現在無法知道前人的名字，但我們尊重他們的聰明和勇氣。正是他們的開拓精神，讓我們探索如何在浩瀚的宇宙中尋找航行的風帆，於是有了‘宇宙1’的結果。”“宇宙1”的關鍵是如何利用宇宙中的自由力量。“宇宙1”就是用船帆感受陽光的微弱壓力，從而不斷提高自己的速度和高度。這種帆由八個超薄的三角形太陽帆組成，它們使用從太陽接收的能量來支持其飛行。這八塊太陽帆每塊長14米，是壹個類似風車的組合。陽光的壓力很小。之所以在最強的陽光下我們感覺不到任何壓力，是因為這個力在壹平方公裏的面積內只有9牛頓。它的優點是不會被耗盡。與火箭和航天飛機已經迅速消耗的燃料相比，陽光是無窮無盡的動力之源，將永遠推動“宇宙1”前進。因為這些船帆是由輕薄的聚酯薄膜制成，感光效果非常好，在接受陽光照射後，壹點微小的力就能推動它們前進。把太陽變成推力的宇宙1最神奇的是它的不斷加速。如果順利的話，它進入太空展開風帆1天後，速度會增加160km。宇宙1經過100天，速度可以達到16000km。如果能飛三年，速度就提高到160000。如果用於探測冥王星，不到五年就可以實現，而美國國家航空航天局利用普通航天器探測冥王星的“地平線計劃”預計需要十幾年。對此，“宇宙1”項目的主要負責人弗裏德曼教授表示，測試飛行器的目的是尋找壹種新的星際飛行工具。由於其飛行依靠太陽帆獲取能量，飛行器進入太空時將不需要攜帶燃料，因此這也將是飛行器長期在恒星之間飛行的有效技術方法。作為世界上第壹艘由太陽能驅動的太陽帆飛船，宇宙壹號搭載著人類實現星際航行的夢想於21發射升空，但很快與地面失去聯系。2005年6月23日，負責“宇宙壹號”飛行計劃的美國行星協會承認，這艘太陽帆飛船存活的希望幾乎為零，很可能在發射不久後墜毀。美國行星協會發表聲明稱，“在過去的24小時內，俄羅斯航天局做出了壹個假設性的結論，即搭載宇宙壹號的維爾娜火箭在發射的第壹階段出現了故障。這意味著我們失去了宇宙1號。”聲明說，“從其他渠道獲得的壹些不壹致跡象”顯示，“宇宙1號”可能沒有墜毀，而是進入了比原計劃更低的軌道。然而，美國行星協會認為，飛船進入另壹個軌道的可能性“可能非常小”。“宇宙1號”於21在巴倫支海下由俄羅斯導彈核潛艇“鮑裏索格列布斯克”號準時發射升空，踏上太空之旅。起初，地面接收到的多普勒信號顯示壹切正常，但大約20分鐘後，飛船在軌，發動機點火時，地面控制站突然接收到不規則的混沌信號，隨後與飛船失去聯系。俄羅斯北方艦隊的軍官後來透露，宇宙壹號可能是由於助推火箭發動機熄火而墜毀的。輕帆飛船的風險:很可能變成壹個火球，消失在茫茫太空中。雖然設計輕巧高超，但據設計者稱，風險始終存在:由於每個太陽帆只有0.005毫米厚，而且由於聚酯薄膜被太陽的高熱烘烤，很容易融化成高速火球，在飛行幾個月後消失在太空中。太陽帆的工作原理是帆反射來自它的太陽光(光子)。因為力是相互的，當太陽帆把光子“推”回去的時候，光子也會反作用於太陽帆。正是這種反作用力推動飛船前進。美國國家航空航天局噴氣推進實驗室太陽能帆船負責人Hopi Price認為，這種無需燃料的推進方式將開辟壹種星際旅行的新方式。但由於太陽光隨著距離的增加而減弱，太陽能帆船遠離太陽後將無法前進。輕帆的姿態控制相當困難，沒人知道有多穩。控制者只能遙控它用看不見的無線電波瞄準太陽。壹旦出現技術問題，太陽帆可能會被太陽“吹”到壹邊，從此迷失方向。如果使用陽光，缺點很明顯。首先，輕帆的推重比極小。其次，當使用光帆的飛行器遠離太陽時，太陽光的強度會越來越低，壓力會越來越小，直到可以忽略不計，光帆不再受壓加速。鑒於上述弱點，自20世紀80年代以來，人們提出了壹些解決這些問題的方法。這個想法是在環繞地球的軌道上，或者環繞太陽的軌道上，甚至在月球上，安裝壹組激光器或者微波發射器，用它們的動力推動光帆。因為人工方式比太陽光更能集中能量，所以效果比太陽光好很多，可以解決深空導航的問題。美國國家航空航天局最近的研究稱，這種飛行器的速度最終可以達到1/10(約每秒30000公裏)，還有壹種更樂觀的觀點認為，它可以達到光速的壹半。羅伯特·福沃德是第壹個提出用激光航行的人。但他用1000 km鏡頭，產生65438+吉瓦激光，1000 km風帆的想法很壯觀，但確實缺乏可操作性。這種航行方式遇到的壹個困難是，激光束在這麽遠的距離上傳播會很大，這也是羅伯特·福沃德建造巨型帆的原因。而激光技術要想瞄準幾百萬公裏外的目標，必須大力發展。如果掌握了激光帆技術，那麽人類就再也不用擔心長途飛行的燃料問題了。此外，通過巧妙的設計，當飛船到達目的地時，帶有旅行模塊的“風帆”中間部分將與“風帆”分離，沒有中間部分的“風帆”將激光束聚焦在旅行模塊上，幫助其減速。根據弗裏斯比的研究，激光“風帆”飛船的速度可以在不到10年的時間內達到光速的壹半。如果使用直徑為200英裏的激光帆，我們可以在12.5年內到達阿爾法人馬座。憑借600英裏寬的激光帆，需要86年才能與天蠍座55中的類地行星相遇。在太陽帆10年的飛行中，如何解決航天員的醫療、吃喝、性愛、排便？如何避免流星、隕石、彗星的撞擊傷害？怎麽減速？如何落地？怎麽還？怎麽轉？如何避免被外星生物捕獲？如何避免外星病毒的入侵？如何不孤獨？如何保持星際通訊？光帆飛船是科學家浪費人和錢的失敗。光帆飛船是不可能進行載人飛行的。然而，在開發光帆飛船的過程中，可以開發強大的死亡射線光子武器。第二，張為民的廣義物質理論可以預言，由普通亮物質組成的生物體在太空航行中可以采用以下四種捷徑:1，將飛船本身轉化為柔軟的暗物質，使亮物質不再成為飛行過程中的障礙。所以可以通過特殊的能量控制它進行太空航行，到達目的地後再轉化為普通物質。因為軟暗物質不受亮物質引力的影響，所以軟暗物質航天器沒有地球引力、自身慣性力和曲線運動的離心力。因此，將飛船本身轉化為軟暗物質後，飛船可以利用動力系統從特殊的能量控制快速加速到V2 = 11.2km/s的第二宇宙速度，飛出地球大氣層，飛船在軟暗物質狀態下高速運動時不會與大氣層發生摩擦。這樣的太空航行還是有很大希望的。我們的壹些氣功大師不是已經可以利用生物學的思想將普通物質轉化為暗物質了嗎？只要我們能夠聚集特殊的能量，或者將其他形式的能量轉化為這種未知的特殊能量，由計算機或人體將其放入芯片中進行控制和應用，就可以驅動飛船以我們頭腦想象的速度以任意速度甚至超光速飛行。這次飛行的關鍵是永久精確地控制特殊能量的應用和飛船的速度。如果特殊能量在超光速飛行中突然失控，使飛船變成普通物質，飛船可能會因質量膨脹而毀滅。2.在宇宙中，大量暗物質的定向運動形成了許多宇宙能量流——暗物質河。就像海洋中有洋流壹樣，能量流有大有小，有快有慢，可以分為幾類。如果我們能找到能量流，我們就可以帶著它在太空中旅行，所以空間能量流可以被稱為太空導航領域的“星際飛行走廊”。在這些“走廊”中有壹些特殊的能量。飛船壹進入星際飛行走廊，馬上變成柔軟的暗物質，以思維想象的速度飛行。當然，它能飛得比光還快。進行這種星際航行，首先要搞清楚宇宙能量流在楚的位置，畫出宇宙能量流網絡圖，就像地球上的鐵路網或公路網壹樣，從而制定飛行路線。這種太空飛行模式最危險的地方就是進入能量流和離開能量流的時候。此時，如果速度控制不好，飛船在亮物質和軟暗物質之間轉換時容易發生事故，甚至有可能發生船毀人亡的情況。3.噴氣式宇宙飛船。這是壹種可以多角度發射光子或電磁波的飛行器。當飛機向單壹方向發射光子或電磁波時，飛機向相反方向運動，就像火箭是噴火飛機，噴氣式飛機是噴氣飛機壹樣。根據動量守恒定律反向推進飛行的原理。只是火箭需要消耗大量的化學燃料，噴出的火焰速度不夠快；噴氣式飛機需要消耗大量的航空汽油，熱氣不夠快。根據動量守恒定律，噴出物質的質量和速度越大，飛行器獲得的反推力就越大，噴射1 kg的光獲得的推力相當於以1 km/s的速度噴射300噸氣體獲得的推力，由於光速是亮物質的速度極限，所以噴氣式飛行器是最高效的推進飛行器。壹架可以多角度噴射光子或電磁波的飛機，可以快速加速，也可以快速轉彎。噴氣式飛機可以實現飛碟立即停止或起飛的功能。4.利用“空間-物質”轉換器實現空間導航。這是壹個更好的計劃，但是如果機器在路上壞了，飛船就會變成壹顆人造流星，消失在宇宙中。既然很多飛碟似乎都是以這種方式在宇宙中突飛猛進的飛行，那我們就再來關註壹下這種太空飛行模式。廣義物質理論認為宇宙中所有的客觀實在都是能量，能量有四種基本存在方式:空間、場、普通物質和暗物質。既然宇宙充滿了能量，那麽就有可能在沒有能量的情況下進行太空航行，而是隨意取用。方法是做壹個三等永動機，比如“空間-物質”轉換器，安裝在飛行器的外殼上，這樣飛行器的運動就不需要能量了。只要把“前方”的空間轉換成光，飛機就可以因為前面空間的損失而不需要時間從壹個位置跳到前壹個位置。飛機向前跳躍，而不是勻速直線運動。這個飛碟使用“空間-物質”轉換器的速度取決於它的“空間-物質”轉換器的功率。只要轉換器的功率足夠高，飛機的速度就可以達到甚至超過光速。由於這種運動方式不影響飛行器物質與外太空的能量交換，所以速度對飛行器質量的影響不大。因為這個飛碟的推進方式很奇怪，慣性對運動的影響很小。當“空間-物質”轉換器在不同角度開啟時，飛行器可以隨意改變速度和方向。比如阿諾德龍飛碟事件發生在1947。肯尼斯·阿諾德是美國愛達荷州博伊西市壹家消防公司的老板。他是壹個擁有私人飛機並能駕駛飛機的人。1947年6月24日，他在自己駕駛的飛機飛行過程中，目擊了9個飛碟狀飛行物編隊飛行。飛機降落後，他立即向有關方面報告。他陳述的基本內容是:“1947年6月24日下午，我乘飛機從切哈裏什起飛，大約在15飛到雷尼爾山附近。幾天前壹架C-46軍用飛機在那裏失蹤了。我決定花些時間去找它。我爬到3500米去觀察巨大的山谷，也許飛機就是在那裏墜毀的。...我正在觀察地面，突然左邊壹些閃光的物體引起了我的註意。於是我的眼睛順著光源，發現了九個非常耀眼的圓盤狀的東西...每壹個飛行物都向前跳躍，就像壹個漂浮在水面上的盤子。...它們以板的形式飛行。”阿諾德認為他看到了壹系列九個物體，其中壹個發出可怕的藍色閃光。如果我們把阿諾德的由壹系列九個飛碟組成的飛碟編隊整體稱為龍飛碟，那麽1947年美國愛達荷州的阿諾德事件就是美國最早報道的龍飛碟事件。1947的阿諾德龍飛碟事件幾乎被所有美國報紙報道，引起了世界性的飛碟熱。後來，有關發現飛碟的報道紛至沓來，各國政府和非政府組織也組織了對飛碟目擊事件的調查和研究。“1947 . 6 . 24”UFO像青蛙壹樣向前跳躍，阿諾德看到的UFO是壹種利用“空間-物質”轉換器飛躍式飛行的航天器。因為飛碟向前跳躍的加速度特別大，當超過8G (8倍地球重力G的加速度，G=9.8m/s2)時，地球上的人類就會流血致死。因此，飛碟在飛行時必須將乘客轉化為準特定物質，以保護人類免受巨大加速度的傷害。“空間-物質”轉換器在飛行器運動過程中獲得的光可以直接用於飛碟內部的能量消耗，多余的光可以耗散或儲存作為光源。如果把“空間-物質”轉換器得到的光往某個方向壹噴，飛行器就會被光以非常高的加速度加速飛行，瞬間就能飛得無影無蹤。這時，飛機是噴氣式飛機。飛碟的“空間-物質”轉換器工作時，不僅將空間轉化為光，還將附近的場轉化為光，使飛行器不受外場影響，但可以影響外場。因為我們不能吸收所有轉化的光，所以釋放出壹部分光，使飛碟表面發光。因為飛碟發出的光是不均勻的，所以看起來飛碟是邊旋轉邊飛行。事實上，飛碟的主體並沒有旋轉。是飛碟發出的光讓目擊者看起來好像飛碟在旋轉飛行。