人类对宇宙还有哪些梦想
人类对宇宙还有哪些梦想
09-02-24 &匿名提问
对于人类自身而言，星际探测将是一个不可回避的课题，因为人类赖以生存的太阳总有一天会“寿终正寝”。最近，两位美国科学家宣布：人类有史以来最伟大的宇宙探测计划—————“星际移民探测之旅”将在50年之内变为现实！激光火箭助人出太阳系现有的宇宙飞行手段速度太慢，无法把人送出太阳系。对此，专家们表示，在不久的将来，一种新型“星际飞船”将把人类送出太阳系。而把这种“星际飞船”发射升空，送出太阳系，然后再推往遥远星系的，将是以1／10光速运行的“激光火箭”。“家族部落式”移民队伍尽管速度很快，“星际飞船”要抵达太阳系以外最近的星系———半人马座阿尔法星系，也至少需要43年！而把飞行速度的减慢、中途停靠等因素考虑进去的话，完成“星际移民探测之旅”将要花上近百年的时间！由此可见，仅仅一代人是难以完成如此漫长的“不归之旅”的。专家认为，要实现这个至少需要两代人方可共同完成的星际探测计划，“移民队伍”至少得由180名男男女女组成。因为只有这样，才能保证“飞船社会”中生殖繁衍的平衡以及基因种群的多样性。冷冻精子代替男人科学家指出，“星际飞船”的制造有着很高的技术要求。首先，为了容纳如此众多的“星际移民”，飞船的长和宽至少要分别达到100米以上；其次，飞船还要保证在数十年、甚至上百年的飞行后仍旧安全；再次，还要为庞大的“星际飞船”安装上一个巨大的太阳帆，太阳帆能将吸收到的太阳辐射热能转化为动能；此外，要让如此的“庞然大物”高速飞行，就要最大限度地减轻它的重量。为此，有人提出了一个大胆而有趣的“建议”：飞船上安排清一色的“娘子军”，这样，原设想的庞大“移民队伍”的“重量”就可大大减轻。而为了解决“娘子军”繁衍后代的问题，他提议用冷冻的精子来代替男人的角色！
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　　人们对星际飞船的热爱，从《星际迷航》这部历史悠久的科幻作品中便可见一斑。近年的科幻电影似乎又卷起了一阵星际飞船风，如《星际穿越》中极具风格的环状飞船、《星球大战》中各式用于战斗的飞船等等。虽然以目前的科技水平人类仍然没有办法制造出这些或写实或酷炫的宇宙飞船，但是这并不能阻止哪些科技死宅去脑补造一架宇宙飞船的方法。　　蕾切尔&阿姆斯特朗就是其中一个致力于研究&零重力建筑&的科学家，作为英国纽卡斯尔大学的教授，蕾切尔把零重力建筑当作是自己整个研究生涯中最重要的课题。&这个星际级别的问题确实超越了我们的目前极限，而且能不能建造一架宇宙飞船显然已经不是问题的全部。&　　为什么要造星际飞船？人口剧增、环境恶化、科研需要和人类对未知的好奇心足以概括科学家想要这么做的理由。蕾切尔解析道，星际飞船就是一个容器，一个能够维持生命，并把生命带出太阳系，然后将其委托给能够继续繁衍这些生命的星球。所以说，这个问题不仅仅是如何造一架飞船这么简单。《星际迷航》中的进取号　　其实人类早就能够在太空中生活了，那就是国际空间站。但国际空间站是无法进行星系移动的，而且根据科学家的估计，人类如果以十分之一光速的速度进行宇宙飞行的话，到达下一个恒星系统需要整整100年，没有曲速旅行（源自科幻片《星际迷航》中的幻想技术）的话，星际移民将难以实现。太阳帆　　如果仅仅以当今的科技来考虑的话，蕾切尔教授认为，最有可能实现星际旅行的是&太阳帆&技术。&太阳帆&主要利用恒星释放的辐射压力作为推动力，这这种情况下，辐射压力将会推动像是船帆一般的、装载在飞船上的大型超薄镜面，使得飞船向前航行。对于没有空气阻力的宇宙，辐射压力产生的微小加速度能够提供非常高的航行速度。　　据说，目前太阳帆理论最高速度可以达到光速的百分之二，但科学家普遍指望太阳帆能达到目前最高速度的6倍，大约是每秒60公里。而且这个技术便宜又没有燃料的顾虑，今年5月，用来在地球轨道测试太阳光帆技术的小型航天器已经进行了太阳帆性能的相关测试，随着相关技术的提升，太阳帆的应用前景还是不错的。　　然而太阳帆技术还是有其致命缺点，这种推进器如果被宇宙中的大块尘埃或碎片击中的话，后果将会不堪设想。虽然目前宇航员能够通过改变帆的形态来调整辐射压力，但对于没有辅助推进的太阳帆航天器来说，这就像是人们驾驶着帆船在波涛汹涌的大海中航行一样，要敌过这些&不速之客&，必须时刻保持警惕。各式科幻推进器设计　　当然还有其他更加激进有效的推进技术，核能就是其中一个相当不错的选择。核能推进引擎能够推动更大的飞船，而且我们对核裂变的控制经已是十分熟练，虽然核聚变会更加有效。除了核能还有其它概念技术，例如利用激光和电子束来推动飞船，但遗憾的是，比起十多年前，我们显然没有让这种技术更加地接近现实。　　除了推进系统，居住环境也是飞船设计的另一个难题，我们不仅仅要做出能够进行高速长距离移动的飞船，还要保证在这段漫长的旅途中，生命能够在里面繁衍生息。&我们需要土壤，&蕾切尔教授介绍道，&那是有机物质存在的地方。&土壤是植物生产的重要条件，同时植物也能够产生大量有用的有机物质。合成生物学利用木质部细胞将帮助我们建造更加牢固的建筑物　　然而1967年的国际外层空间条约限制了在极端环境中的微生物实验，假如条约被修改了，那科学家也需要寻找一种能够利用动态化学手段来把空间高效地进行&地球化&的方法，而合成生物学和结合科技面料的&超级土壤&能够让植物在一艘星际飞船环境中发挥重要的作用，比如能产生更大量的氧气、依靠更少的资源生存、帮助饮用水的回收过滤和以更快的速度生产水果和蔬菜。　　蕾切尔教授说，直到2100年之前，人类都不太可能制造出太空飞船。即使技术的问题能够解决，经济和政治问题也会成为人类移居外星的两大障碍，然而蕾切尔教授对创建&星际文明&十分有信心，虽然这听起来像是科幻小说，但科学家们必须面对这些未知的事情，即使可能一辈子也无法实现。&&&&&&&&如果您有模具设计行业、企业相关文库稿件发表，或进行资讯合作，欢迎联系本网编辑部，
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星际殖民飞船大猜想：模仿自然环境可住1万人
　　星际飞船概念图，采用模块式设计，至少可容纳1万人。1万人是让一个社区保持健康稳定和可持续性所需的最低人数
　　北京时间10月29日消息，据探索频道报道，为了上演人类长久以来追求的星际旅行，我们采取的更合理做法并不是建造超大号的世界舰，而是选择体积较小的星际殖民飞船。这种飞船将采用模块式设计，可容纳1万人。
　　照顾心理需要很重要
　　从文艺复兴时期因异教学说遭到责难的思想家到现代科幻小说，探索地球以外的遥远世界长久以来就是人类的一大梦想。对于知识和探索未知，人类永远不会满足。我们天生就有极强的好奇心，正是在好奇心的求知欲的促使下，我们才孜孜不倦地探索一个又一个新领域。
　　从历史观点上说，上演星际旅行需要打造体积巨大的世界舰，里面将建造起伏的山丘、湖泊和郊区，所有这些都容纳在金属打造的超结构内，这些结构的规模将超乎我们想象。然而，这些巨型设计不可避免的遭受&被放弃&的命运，因为这种飞船的体积已经超出了我们的理解范畴。根据一些人的提议，一些飞船的长度超过20英里(约合32公里)。
　　为了设计更具有现实性的飞船，我们需要在满足生存所必备的各种条件和设施以及满足心理感官刺激的渴望之间达到一种微妙平衡，同时还要兼顾技术上的可行性。本文的重点并不是探索有关设计建造超大号世界舰的想法，而是讨论体积较小的星际飞船设计，这种飞船被称之为&星际殖民飞船&(以下简称CIV)。
　　在上演星际旅行时，人类乘坐的星际飞船上的居住空间应该像地球上的社区一样，感觉非常熟悉，而不是充满陌生感。人类的第一次载人星际任务需要几十年，甚至几百年的深入讨论和飞船研发，才能最终成为现实。这项任务的顺利实施需要很多领域的专家贡献他们的聪明才智。
　　设计CIV面对无数技术挑战，除此之外，设计师在打造飞船环境方面还要考虑居住者心理和情绪的需要。如果没有合理的规划，忽视了居住者生理、心理方面以及对空间的需求，即使在技术方面取得前所未有的成就，人类驾驶这种飞船实施星际任务时也可能因为居住环境的差强人意而面临任务失败的厄运。
　　星际飞船的环境需要满足居住者的精神方面的需要，同时也要具备实用的日常功能，它们的重要性不亚于宇宙辐射防护设施，食品生产以及在目标行星上可拆卸结构的再利用。如果在设计飞船时未能达到人性化，整个星际探索任务有可能最终以失败告终。第一批星际飞船可容纳数千名殖民者，能够在太空飞行数十年，甚至数百年。根据科学家当前的研究发现，最具有探索前景的类地目的地可能距地球10光年。
　　环境设计需深思熟虑
　　&深思熟虑&应该贯穿星际飞船设计始终，确保飞船基础设施的设计与使用者之间的&和谐&。基本上说，一艘CIV应该是一个或者多个成群的居住地，每个居住地都建有必要的设施，满足殖民者的需要。飞船内的建筑和间隙需要能够营造出健康的社区居住环境，满足居民在地球上习以为常的基本领地和隐私需求。以下列举的是一些能够促进居民生理和心理健康的环境设计：
　　1.允许居民调整一个空间的结构和视觉外观
　　2.打造狭长景观和远焦点
　　3.利用结构设计空间，让发现和演变成为一种可能
　　4.材料、形态、外形、质地和色彩要富于变化，鼓励能够吸引人眼球的设计
　　5.保持一些外观或者连接设施的自然性
　　人类的大脑对身边的世界极为敏感，以星际飞船为例，在设计上应该让居民感觉到舒适和受到启发，获得灵感，而不是产生幽闭感。
　　本文在阐述CIV设计时提到的大量数据和信息均来自于1975年的&斯坦福圆环面&研究。从内部城市空间的设计经验来看，人的因素将产生很大影响，人数和出色的土地规划是任何CIV设计背后合乎逻辑的推动力。
　　模块式设计更合理
　　为设计用于太空探索的飞船方面，科学家曾提出过很多几何结构，最受欢迎的几何结构包括球形、圆柱形、圆环面以及带状圆环面。在空间利用方面，此前的研究认为球形和圆柱形的效率不及圆环面结构。以圆环面结构为例，设计师没有必要将整个结构设计成舒适的居住空间，可以设计成由一系列高架桥连接的居住舱，整艘飞船缓慢旋转，以产生人造重力，这是人体在长时间太空旅行时所必须的。
　　与其他含有弯曲空间的其他几何结构相比，这种设计允许打造巨大的内部平坦居住空间。此外，这种选择也能让更有效更紧凑的飞船设计成为可能，潜在地降低建造和技术性成本。这种结构的一个概念模型由相互连接的居住舱构成，环绕中央的零重力舱旋转，每一个居住舱内建有住所、农业设施、市政设施、开放空间以及工作和研究场所。
　　为了在设计星际飞船时获得最大的灵活性，相关程序和模块式设计成为必然选择。任何早期概念都必须具备&长寿&特征，必须能够随着参数的不断变化作出调整，无论是技术层面的还是程序层面的，也就是具有适应性和可扩展性。飞船采用的模块需要能够轻易复制，同时有效利用空间。所有模块式组件有机结合在一起，构成整个飞船设计。
　　星际飞船的每一个舱都由多个模块构成，其建筑和功能方面的特性能够发生改变。不同舱之间由半圆形步行高架桥连接，允许居民在覆盖数公里区域的整个居住区内活动。被提议的飞船舱由5个模块构成，连接在一起的长度接近775米。这些舱构成的居住空间可容纳大约1万人。(根据最初的评估，1万人是保持一个社区健康和多元化的最低人数。)
　　允许居民&按需调整&
　　星际飞船居民需要拥有调整和改变住所以及附近地区的能力，这一点非常重要。因此，住所在设计上需要能够改变成不同形态，可以周期性重新调整并且保持功能完善以及附近地区的健康。通过建造彼此隔开的居住舱，而不是打造一个居住舱，飞船上的人员在遇到紧急情况时能够拥有更大的控制能力，例如疾病、农业疾病爆发或者机械系统故障。
　　每一个居住模块在布局和利用方式方面都应该别具一格，形成不一样的景观。在居所附近活动时，居民应该能够获得身心愉悦的体验，获得生活在地球上社区的感觉。此外，飞船上的社区还要经过精心设计安排，既不能让大脑迅速吸收，也不会被大脑抛弃。飞船社区内栽种的植物需要具有很多功能，既能满足居民的食物需求，又能满足医疗需求。在结构之间保留步行走廊和开放空间便于让殖民者举行聚会，参加社交和娱乐活动，让他们的身体和内心拥有自由感，促进他们的生理和心理健康。
　　不过，星际飞船毕竟是一个人造环境，居民终究无法获得与地球上一模一样的生活体验。为了尽可能接近，飞船的建造材料可考虑使用木料和石料。这些材料的运用能够提高空间的品质，让人与大自然联系在一起。随着时间的流逝和技术的进步，设计建造星际飞船的动力不同提高，经过数十年、数百年或者更长时间的努力，克服重重障碍，建造星际飞船的梦想将最终成为现实。（孝文）
责任编辑：陶文冬
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& & & & 【讯】6月13日消息，据国外媒体报道，国航空航天局（NASA）的家发布了能够扭曲空间的超光速飞船的概念图，旨在实现星际。不过飞船目前停留在概念阶段，仍有待理论证明，距离实现还相当遥远。
& & & & NASA科学家马克&拉德马克和哈罗德&怀特联合设计了这个三维电脑概念图，并且将其命名为&IXS企业家号&，向科幻大作《星际迷航》中的&企业家号&宇宙飞船致敬。拉德马克表示，希望概念图能激励更多年轻人。他同时承认其中有些科幻元素可能无法实现。
& & & & 在怀特和拉德梅克合作制作的概念图中，宇宙飞船位处两个巨型环之中，该两个巨型环则是负责制做出曲速气泡。美国经典科幻电视剧《星空奇遇记》中的宇宙飞船，亦是用上和阿库别瑞引擎理论相类似的曲速引擎。
& & & & 据悉，怀特研究所根据的是墨西哥物理学家阿库别瑞的理论。根据阿库别瑞引擎(亦称曲速引擎)理论，物体能作出超越光速的移动，同时不违反著名物理学家爱因斯坦相对论。理论上，宇宙飞船装上曲速引擎后，能创造出一种曲速气泡，令空间扭曲，从而作出跨星际旅行。由于移动由曲速气泡带动，身处其中的宇宙飞船实际上并无作出超越光速的移动，故不违反相对论。
& & & & 在理论上，这种星际飞船能够扭曲时空，把长达几个世纪的星际旅行缩短到几个星期。为此，科学家要压缩飞船前方的时空，同时扩大飞船后面的时空，相当于从后向前推进飞船，使之加速。
& & & & 怀特表示，一旦曲速宇宙飞船真正面世，只须两周便能到达距离太阳最近的恒星系南门二。南门二距离太阳约4.37光年远。怀特计划先在地球进行实验，以证实阿库别瑞引擎理论。一旦理论被证实后，即着手制造曲速引擎，再试行往月球及，最终达至星际旅行的目标。
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