如何才能飞出太阳?
飞出太阳系并不是做不到,只是带上人还做不到。实际上,科学家就曾经发射过探测器,比如:旅行者1号和旅行者2号,它们的使命就是太阳系。
那如何才能飞出太阳系呢?
实际上,我们只要速度够快就行。这个问题,我们可以从牛顿的思想实验来思考。假设地球上有个理想的大炮。这时候向外开炮,炮弹其实会打出一个抛物线。
但我们要知道,地面其实并不是完全平的,实际上应该是曲面,只是曲率小到我们感觉是平地而已。
所以,其实地面是有向下的趋势的。如果我们让这个大炮继续开炮,这时候让炮弹的速度达到7.9km/s,这个时候,地面向下的量就和炮弹向下的量是相同的,炮弹也就成了一个卫星了,可以绕着地球转。
如果我把继续让炮弹的速度增加,达到11.2km/s以上,这时候炮弹就可以飞出去,摆脱地球引力的束缚。
如果还是在地球上开炮,让炮弹的速度达到16.7km/s,那这时候,炮弹甚至可以摆脱太阳引力的束缚,飞出太阳系。
因此,从地球飞出太阳系,至少要具备16.7km/s的速度,如果加上木星的引力弹弓效应,其实要达到这个速度还是有希望的。比如:旅行者号都是利用木星来给加速来实现飞出太阳系。
但即使是这样,人类依然做不到飞出太阳系。那具体是什么原因呢?
人类为什么飞不出太阳系?
实际上,飞不出太阳系的原因有很多,存在着各种客观因素,我们就来说最核心的一个问题:距离远离。
星际旅行就如长途旅行,因为天体之间的距离实在太阳太遥远了。我们要知道旅行者号可是在上世纪70年代就发射了,而它们现在才到了太阳系的边界而已,这可是整整40多年过去了。而我们要星际旅行主要途径一些补给站,否则,哪怕是准备一个人40年的饮用水和饮食,这个飞船都带不走。在太阳系来建立补给站还好。但是一旦出了太阳系,就会进入一片真空区域,前不着村,后不着店。到那时候,如果选择不回来,继续飞行,那最近的补给站都得到比邻星。这距离太阳系大概要4光年左右。
如果以第三宇宙速度也就是16.7km/s,要想到达比邻星至少都要7万年以上。也就是说,出了太阳系,要到下一个补给站至少要7万年的时间。这已经不是食物和饮用水够不够的问题了,这都远远超过一个人的寿命了。如果一个人的寿命按照100岁来说,那一个人要花700辈子才能飞到那边。
如此的距离,使得我们不能不把非常做得比航空母舰还要大得多,不仅要配备充足的食物和饮用水,同时带上足够多的人去,并且要在飞船上构建一个人类社会,这非常类似于年初非常火的那部电影《流浪地球》。
但是,如果这么多,就又会带来另外一个问题,那就是如何让如此巨大的飞船达到宇宙第三速度?按照目前人类的技术,我们根本做不到这一点。因此,由于星际旅行之间的距离实在太远太远,直接导致载人飞出太阳系的可能性几乎是不可能的。也有人为,正是因为整个原因,我们才找不到外星人,而外星人也找不到我们。
如果飞出太阳应该具备什么条件?
从上文的讲述中,你也应该发现了,其实最难克服的是距离。因此,我们得具备让飞船可以达到相当快的速度,越是接近光速越好,但是根据相对论,速度越快,质量就会远大,要再加速就越困难。因此,需要极为强大的推进装置,可能可控核聚变都还只是一个起步,毕竟这个转化率不到1%。或许,如果未来可以利用正反物质湮灭来提供能量,那可能可以做到超强大的推力装置。但这还远远不够,还得能设计出足够扛造的飞船,能够承受住在如此高速之下还不散架才行。当然,以上我们还没有考虑到人是否能够承受得住。
所以,我们会发现,这种项目其实是一个系统工程,不只是一方面搞定了就可以,而是要注意各个方面。对于如今登月都不太容易的科学技术来说,要做到这一点真的是不太现实。