飛出太陽系有戲了?這種「泡泡船」只需44年就可飛出太陽系

2020-09-04 魅力科學君

廣義的太陽系半徑大約為1光年,即使是目前飛得最遠的旅行者一號,也需要將近兩萬年的時間才能飛得出去。1光年對於現在的人類而言,似乎是一個可望而不可及的距離,正因為如此,不少人都認為在未來的很長一段時間裡,飛出太陽系都是一件不可能的事情。


但我們也不必對此太過悲觀,因為科學家們一直在尋找新的星際飛行方式,比如說由霍金啟動的「突破攝星」計劃,就提出了一種由光帆提供動力的納米飛行器,根據該計劃的設想,這種納米飛行器大約只有一張普通郵票的大小,當它在太空中張開光帆之後,設置在地球表面的高能雷射陣列就會持續地為其加速,使其飛行速度最高可以達到光速的20%。


然而想像是美好的,現實卻是骨感的,科學家普遍認為,要實施這個計劃,需要解決材料、雷射以及通訊技術等等一系列的難題,除此之外,巨大的高能雷射陣列也需要大量的資金,估計其成本可能會達到50億至100億美元。

因此我們需要可行性更高的星際飛行方式,好消息是,在一項新的研究報告中,科學家提出一種被稱為「泡泡船」(Bubble Craft)的概念。據悉這種「泡泡船」的速度可達到每小時2480萬公裡,經過簡單計算後我們就可以得出,如果以這樣的速度飛行,這種「泡泡船」只需44年就可飛出太陽系。那麼這是否說明飛出太陽系有戲了呢?下面我們就來了解一下。


該研究來自於一個由馬普太陽系研究所的天體物理學家勒內.海勒(Rene Heller)領導的科學團隊,簡單地講,這種新的星際飛行方式就是,用一種超輕的碳基泡沫材料打造出一艘「泡泡船」,然後利用太陽光的光壓來為自身提供動力。

需要指出的是,雖然太陽光的光壓提供的動力並不高,但由於太空中的阻力幾乎為零,因此只要「泡泡船」足夠輕,接受太陽光的面積足夠大,那麼它就可以在太陽光的持續推動下不停地加速,從而以越來越快的速度飛行。


科學家認為,航空石墨(Aerographite)就是一種理想的材料,這是一種由多孔的納米碳管在微觀的尺度上相互交織形成的碳基泡沫材料,雖然其密度僅為0.18kg/m^3(大約只有鋁的密度的15000分之1),但是它卻像金屬一樣堅固,完全可以作為「泡泡船」的外殼。


(航空石墨的微觀結構)

除此之外,航空石墨還擁有強大的可壓縮性和張力負荷,在體積被壓縮95%的情況下,只要壓力消失,它很快就可以恢復原狀,更重要的是,這種材料還能夠吸收幾乎所有的光線。

研究人員指出,這種「泡泡船」可以在被高度壓縮後送上太空,然後在合適的位置上讓它膨脹(就像吹泡泡一樣)然後釋放,為了達到理想的效果,應該讓釋放位置儘量地靠近太陽,從目前人類的航天實力來看,我們可以做到在距離太陽0.04個天文單位的位置上釋放「泡泡船」。

研究表明,一個直徑1米,外殼厚度1微米的「泡泡船」,其質量僅為2.3毫克,但它的有效載荷卻可以達到1克,如果將這樣一艘「泡泡船」在距離太陽0.04個天文單位的位置上釋放,那麼來自太陽的強大光壓將持續地為它加速,並使其速度最終到達每小時2480萬公裡!按這種速度,這種「泡泡船」只需44年就可飛出太陽系。


需要注意的是,這種「泡泡船」的體積越大,它的最終速度就越快,或者它的有效載荷就越高,因此如果在未來我們能夠製造出體積龐大的「泡泡船」,那麼恆星級航行就不再是夢想。

太陽系是人類的家園,但人類不可能一直呆在自己的家園裡,儘管「泡泡船」現在只是一個概念,還有很多需要解決的問題,但這從理論上來講這是可行的,可以說是為我們開啟了一個新的思路,相信隨著科技的進步,總有一天我們人類會實現走進星辰大海的夢想。


好了,今天我們就先講到這裡,歡迎大家關注我們,我們下次再見`

(本文部分圖片來自網絡,如有侵權請與作者聯繫刪除)

相關焦點

  • 44年就能飛出太陽系?科學家欲打造「泡泡船」,靠太陽光極速前進!
    所以當科學家說,這是一件不可能的事情,是很多人都覺得不可思議,飛出太陽系難道不是一件很簡單的事情嗎?事實上這難於登天。 眼看著霍金所提出的計劃泡湯了,科學家又在21世紀提出了一項新的計劃叫做泡泡船,它的速度要比之前的納米飛行器速度更快一些,可以達到每小時2480萬公裡,這個速度在,我們就可以成功飛出太陽系了
  • 這兩艘太空船43年前開始執行任務,現在飛出了太陽系邊界
    1977年,有兩艘太空船發射升空,朝著太陽系的盡頭飛去。43年後的現在,航海家1號和航海家2號先後飛出太陽系邊界,且仍在提供新觀測數據。航海家號無人太空探測船最初任務是研究外太陽系的巨型行星,但43年來,這些小飛行器做得更多了
  • 人類為什麼無法飛出太陽系?飛出太陽系需要什麼條件呢?專家一席話...
    旅行者一號太空探測器的速度已經達到了每秒鐘17公裡以上,它已經飛行了42年的時間,行程超過了211億公裡。但是它要飛出太陽系最起碼也得需要大約17600年的時間。對於一顆沒有生命的探測器來講,它有足夠的時間飛出太陽系的。
  • 無法突破可控核聚變就無法飛出太陽系?飛出太陽系或許有捷徑可走
    1977年,&34;探測器被發射到太空,經過43年的飛行,它已經飛行了200多億公裡,並且已經擺脫了太陽風的侵襲,成為人類製造的離地球最遠的物體。這一成就看似差強人意,但如果你看看太陽系的範圍,你會發現旅行者1號探測器的旅行距離根本不值得一提。
  • 旅行者1號快要飛出太陽系了?
    旅行者1號是由美國宇航局研製的一艘無人外太陽系空間探測器,重815千克,於1977年9月5日發射,截止到現在仍然正常運作。
  • 180億公裡,探測器在太陽系邊緣受阻力,人類無法飛出太陽系?
    這兩個探測器已經飛出了「太陽系」(並不完全是,後面在解釋)進入了星際空間,旅行者1號是2012年、旅行者2號是2018年被宣布離開太陽系的。很多人就開始認為,人類被圈養在太陽系,這是外星生命在阻止人類飛出太陽系,等一些神乎其神的說法。那麼真實情況是怎樣的?旅行者號探測器現在飛行的距離到底有沒有飛出太陽系?人類未來有沒有可能離開太陽系呢?下面就說下以上的問題。
  • 180億公裡,探測器在太陽系邊緣受阻力,人類無法飛出太陽系?
    這肯定是上世紀人類向外太陽系發射的兩顆探測器:旅行者1號和2號。 這兩個探測器已經飛出了「太陽系」(並不完全是,後面在解釋)進入了星際空間,旅行者1號是2012年、旅行者2號是2018年被宣布離開太陽系的。
  • 旅行者一號真的飛出太陽系了嗎?科學家:再飛10000年也飛不出
    ,我們的視野飛出了井口,可是我們的身體還在井底。旅行者一號是一艘上世紀發射的探測器,它是人類史上第一個試圖突破太陽系範圍的探測器,它是人類最初的希冀,它已經連續飛行42年了,那如今它在哪裡了呢?我們都想知道。為了像全人類公布旅行者一號的位置,NASA先後在2014年和2018年公開發布了旅行者1號的最新位置,但是有趣的是這兩次NASA都號稱旅行者一號飛出了太陽系,這讓人多人感到疑惑。
  • 人類深空宇宙飛行探測器最遠飛到什麼地方?飛出太陽系了麼?
    擔負探測太陽系外圍行星的任務。旅行者1號與其姊妹船旅行者2號攜帶的鈽電池(核動力電池)將持續到2025年左右。當電池耗盡之後,他們會停止工作,將繼續向著銀河系的中心前進。2012年「旅行者1號」飛出冥王星引力範圍,正朝著著名的柯伊伯小行星帶前進,截止到2018年,旅行者1號探測已經距離太陽有整整100個天文單位,飛行距離達到200億公裡,成為了迄今為止飛得最遠的人造物體。而旅行者2號與太陽之間的距離也已達77個天文單位(約116億公裡)。這是我們人類迄今為止用科學技術飛行過的最遠距離。
  • 旅行者一號已飛了41年,科學家:距離飛出太陽系還很遙遠
    旅行者一號已飛了41年,科學家:距離飛出太陽系還很遙遠浩瀚宇宙無窮無盡,對於宇宙的邊際究竟在哪裡?沒有人知道,雖然現在人類的科技發展日新月異,人類也一直在對宇宙進行的探索,但是目前來說,對於宇宙的了解,人類大多數依賴於天文望遠鏡的觀察。
  • 人類到底能不能飛出太陽系?
    1977年,NASA發射了著名的「旅行者一號」深空探測器,2013年NASA宣布「旅行者一號」已經飛出了太陽系。看上去,我們人類飛出太陽系這個目標似乎離我們並不遙遠。也就是說,只有飛出了這片星雲,人類才算是飛出了太陽系。那麼我們人類到底能不能出太陽系呢?1光年看上去好像並不遙遠,但實際上,這個距離是現在人類的航天科技根本無法徵服的,就拿「旅行者一號」的速度來講,要飛出「奧爾特星雲」都需要大約2萬年的時間!而「旅行者一號」已經算得上是目前人類最快的飛行器了。
  • 太陽系被星雲包裹?人類只能觀測而無法飛出太陽系?
    現在科學家對宇宙的探索不斷地深入,雖然我們現在人類還沒有能力飛出太陽系,但是科學家已經將探索的目光逐步地移向了太陽系之外的很多不同的恆星,通過天文望遠鏡來觀測不同的星球,不過人類要想著真的做宇宙飛船飛出太陽系,其實還面臨著很多的難題,除了解決燃料能源等方面的問題之外,我們人類還面臨著一個非常大的來自於太空的麻煩
  • 人類有可能飛出太陽系嗎?
    人類有可能飛出太陽系嗎?1957年,人類第一顆人造地球衛星上天,到現在為止,已經半個世紀過去了,從最初初入太空,到如今取得的這些成就,可以說半個世紀人類取得的成就是極其偉大的。1977年,旅行者一號、二號飛船發射,這兩個探測器是目前飛離地球最遠的了,但距離飛出太陽系還有很遠的路程。
  • 人類為什麼始終無法飛出太陽系?科學家給出真實原因
    ,後來才知道星辰和大海都需要門票,而詩和遠方的路費也很貴」,「世界那麼大,我想去看看」這看似簡單的夢想其實很難,除了要下決定以外,更重要的是你口袋有沒有錢,同樣的道理,人類想飛到太陽系外進行探索,需要極為先進的科技,儘管人類已經成功登上月球,但是距離飛出太陽系還有很長一段距離。
  • 人類文明為什麼不飛出太陽系?到底有多難?
    這一次次的突破是人類文明進步的體現,因為我們不再局限於仰望星空,也可以飛出地球去探索了。人類文明目前最遠的足跡就是38萬公裡之外的月球,最遠的探測器是220億公裡之外的旅行者一號。太陽系位於銀河系的一條旋臂之上,距離銀心2.6萬光年,我們現在不想再局限於太陽系之中,想要飛出太陽系去看一看,但是目前人類的科技水平是無法實現的。
  • 人類難道被「囚禁」在太陽系了嗎?人類何時能飛出太陽系?
    但是人類也只是發展了上下5000年的文明,這遠遠不夠。所以我們的科學技術水平還是有限的,也只能飛到月球上去一探究竟,就算是飛行器也難以脫離太陽系的束縛,難以飛出太陽繫到廣袤的銀河系去一探究竟。那麼人類想要飛出太陽系究竟需要什麼呢?難道要被永遠囚禁在太陽系嗎?
  • 旅行者號已飛出日頂層,是否飛出太陽系了?科學家:為時尚早
    旅行者號已飛出日頂層,是否飛出太陽系了?於是很多科學家都把他們的目光朝向了太陽系之外的世界,畢竟太陽系之外的世界,對於我們人類而言,真的是一片空白,我們人類從來都沒有探索過該區域,光說不練可不行,於是旅行者一號和旅行者2號飛船,帶著我們人類文明的所有信息,以及關於地球的消息,傳送到了太陽系之外的世界,飛了如此多年,現如今,已然飛到了日頂層,他可以算是我們人類目前飛到了最極限的距離了。
  • 旅行者1號飛不出太陽系
    1977年9月5日旅行者1號升空,40年後,NASA官方公布旅行者1號進入星際介質,由於太空並不是真空,距離太陽約125億公裡以外的空間屬於星際介質,由星際氣體和星際塵埃組成,廣泛分布氫分子、中性氫原子、游離氫,這些塵埃能有效阻止太陽風繼續向外太空擴散,所以科學家將太陽風能到達的範圍叫日球層,日球層以外就屬於星際空間了,目前旅行者1號傳回的信息顯示其已經檢測不到太陽風電荷,所以斷定已經飛出日球層
  • 人類想要飛出太陽系,究竟有多難?科學家:看看太陽系有多大!
    人類想要飛出太陽系,究竟有多難?科學家:看看太陽系有多大!地球一直是我們人類唯一的文明家園,但是未來有一天我們肯定會離開地球,只不過是時間長短的問題,地球的壽命是由太陽來決定的,太陽一旦走向生命的終點,地球也將難以倖存,人類想要飛出太陽系,究竟有多難?科學家:看看太陽系有多大!
  • 太陽系是扁平的,旅行者號向上向下飛,是不是很快會飛出太陽系?
    ,但太陽的引力範圍不是扁平的;太陽系的八大行星都處於黃道面,但太陽系其它天體未必都處於黃道面,外海王星區的柯伊伯帶離散盤天體軌道大多和黃道有夾角,有的甚至垂直。當引力、氣體壓力、磁場和自轉共同作用在收縮的星雲時,它開始變得扁平成為旋轉的「原行星盤」,直徑大約200個天文單位,並且中心有一個稠密的原始恆星。最終中心形成了太陽,周圍逐漸形成了行星,它們的公轉方向完全和太陽的自轉方向一致,這個「原行星盤」的盤面就是日後的黃道面。從以上敘述可看出,太陽系各大行星及主要天體大都處於黃道面,使太陽系物質分布呈扁平形狀。