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用它做燃料一个月就能达到火星,但在浩瀚宇宙这速度太渺小!

发布时间:2019-10-22 11:21:10  作者:宇宙探索  来源:宇宙探索  阅读:269

      奥运短跑冠军在田径场上的最快速度时速仅有不到40公里,全速奔驰的赛马可以跑出近80公里的时速,赛车最高时速约为400公里,喷射战机的时速可达一千六百公里,航天飞机约为时速二万七千公里绕行地球,最后是发射到太空速度最快的人造物:全速飞往冥王星的新地平线号探测器,时速为八万两千公里。
    用它做燃料一个月就能达到火星,但在浩瀚宇宙这速度太渺小!
      说到光速,在浩瀚宇宙中,没有比光更快的事物,光速时终极速度,秒速为30万公里,等于时速10亿8千万公里,的确很快,但到底是多块?纽约和洛杉矶距离约为4000公里,光束能来回几次?在一秒内,光束能来回近75次!
      但即使速度飞快,光要抵达某处还是需要时间,有时会耗费大量时间。太阳和我们之间的距离,光要走八分钟,所以你看到的太阳是八分钟以前的太阳,如果太阳现在爆炸,你还可以享受八分钟的欢乐时光,但是光一旦达到,一切都结束了。
      由于光要花大量时间,才能穿越辽阔太空,光速其实跟电影演的不一样。科幻片里的光速旅行,就是坐进宇宙飞船按下光速键,群星会变大,飞速经过宇宙飞船。但是如果你真的以光速前进,然后往旁边看,群星根本不会移动,你肯定以为自己弄错了。群星不会瞬间掠过,因为每座星体都距离遥远,即使以光速前进都要数年才能抵达最近的一座。
      天体距离越远,发出的光耀抵达地球就越久。事实上,太阳系外所有天体都距离数光年,一个光年约等于9460亿公里。最近的恒星都在数光年外,最近的星系则都距离数十亿光年,而宇宙的范围还要更大。因此无论何时凝望夜空,我们看到的都是历史。当我们看到数百万光年外的东西,看到的其实是它们在数百万年前的模样,是它的远古时期。
      当一颗恒星在50亿光年外爆炸,爆炸发出的光会在50亿年后抵达地球,那意味着在47亿年前地球形成时,那颗恒星早就爆炸了,但直到这时,我们才能从望远镜看到那道光,这让科学家得以研究宇宙的发展过程。
      没有其他东西比光更快,但连光都要花数十亿年,才能穿越辽阔宇宙,因此即使不断突破速度上限,在辽阔的太空,我们的速度仍然微不足道。如果想探索太阳系最远处,甚至跨出太阳系,我们必须发展新科技,想出新方法才能抵达。
      探索太空的关键在于速度,我们前进速度越快,就能获得更多信息。航天员是靠速度安全登陆月球,宇宙飞船也是靠速度才能前往火星,但即使全速前进,行星间的距离太过遥远,仍需数年才能抵达。如果想前往外行星,又不想花费数年或数十年,我们需要能迅速前进的宇宙飞船,必须远超过目前的速度。
      在数十年前将人类送上太空的科技,跟现在使用的科技仍然大致相同,这些火箭燃料推动宇宙飞船,穿越大气层进入太空。要让宇宙飞船加速从地球升空,必须需要燃料,需要大量的燃料,让航天飞机进入轨道所需的燃料,比宇宙飞船本身重20倍,要燃烧超过三百万磅燃料才能把航天飞机推上数百公里,进入轨道绕行地球。可以想见需要将惊人的燃料量,能把宇宙飞船送往离地球数百万甚至数十亿公里之处。
    用它做燃料一个月就能达到火星,但在浩瀚宇宙这速度太渺小!
      我们已经送出宇宙飞船前往外太阳系,但花了长达十年的时间。为了让宇宙飞船更快抵达目的地,我们需要新科技,例如太阳帆,这能把阳光转换成速度,太阳帆就像船帆,但不吃风,而是收集太阳发出的细微光粒子,称为光子。阳光的能量是很纯粹的能量,不含大批粒子,是纯能量,当阳光照射到某物,光子的动量就转移过去,但只有少量动量转移,因为太空中没有摩擦力,能减缓宇宙飞船的速度,这些少量动量会累积起来,把时速提高数十万公里。我们就不用跟现在一样,花10年才到冥王星,用太阳帆可能两年就会抵达。如果能发射太阳帆探测器到太空,就可以取得有助于我们研究太阳系远处的速度。
      但要怎么把载人宇宙飞船送往更远的目的地?如果要让航天员登陆火星,需要多快的速度?如果只靠化学燃料前往火星,方法会不切实际。如果想去火星,现在用化学燃料火箭大约需要8个月,这种任务风险极高,这是因为一旦离开地球的保护磁场,航天员会遭受致命高能辐射侵袭,在太空的航天员必须获得活命机会。
      科学家正在研发新引擎,可能以时速数十万公里带我们急速穿越太空,叫做磁电浆火箭。所有火箭都是运用的作用力与反作用力的原理,从一端射出物质,物质射出的作用力能把你推向另一边。而科学家新研发的火箭能排出超热电浆,穿透磁铁以制造推力,有推力就有速度。因为电浆温度极高,原子以惊人的速度移动,引擎内的磁铁把这些高速原子排成一行,然后射出原子,制造推力。
      由于磁电浆火箭有强大推力,科学家认为这能让我们固定的来回火星等行星,有了这种科技,最快能在30天左右抵达火星。但目前磁电浆火箭仍在研发中。虽然人类越跑越快,汽车越来越快,计算机速度也在加快,我们使用的推动力还是跟数十年前一样。由于速度是探索太空的关键,科学家要想出新方法加快速度。因为即使是以39天到达火星这样的速度来计算,放在宇宙尺度,这样的速度显得太慢了,即使放在银河系,这样的速度也不值得一提!