大科技杂志社|父死子继:真实的星际飞船
世代飞船是一种设想中的以远低于光速进行长期宇宙航行的飞船 。 在这样的宇宙飞船上 , 有足够的空间和物质支撑一个人类群体的繁衍生息 。 也许第一代人类不能到达几百乃至几千光年外的目的地 , 但是他们的后代终有一天会到达那里 。 在抵达目的地之前 , 船上的居民并不会自我冷冻 , 而是照常生老病死、结婚生子 , 他们的后代也会一直生活在船上 , 不断繁衍生息 。
除非科学家在宇宙飞船的推进方式上有所突破 , 又或者实现了宇宙飞船的空间跳跃技术 , 否则人类很可能只能用世代飞船进行星际航行了 。
最近的恒星与世代飞船
距离太阳最近的恒星叫做“比邻星” , 它于1915年被苏格兰天文学家罗伯特·英尼斯发现 。 比邻星与太阳相隔约4.25光年(40万亿千米左右) , 是一颗红矮星 。 这是一种表面呈红色 , 大小、表面温度和质量都比太阳小很多的恒星 。 科学家认为在比邻星的宜居区里可能存在具有液态水的星体 , 加上比邻星星系是距离地球最近的恒星星系 , 所以人类将来星际旅行的第一站极可能是那里 。
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不过 , 即使是最近的恒星 , 世代飞船在理想的条件下仍然需要至少100年才能到达那里 。 太空旅行者和他们的后代将在飞船上生活一个世纪 , 甚至是更长时间 。 世代飞船可以说是一个大型的、自给自足的“太空殖民地” 。
世代飞船将以核聚变反应来获得动力 , 另外 , 它们所制造出的能量还会被用来“创造”地心引力 。 跟大多数科幻电影中不同 , 船员们并不住在柱形船体当中 , 而是住在环绕柱形船体旋转的圆环里 。 科学家们就利用高速旋转的圆环所产生的离心力来模拟地心引力 。 飞船顶部还会安装一个被称为“磁泡”的磁场生成系统 , 这个系统能够制造出类似于地球磁场的磁场 , 以使宇宙飞船及其居民免受宇宙辐射的伤害 。
不过 , 科学家们要造出这样一个漂浮于太空的殖民地 , 要面临各种挑战和难题 。
核污染与减震器
在1958~1963年间 , 美国科学家正在着手一个“猎户座计划” 。 在这个计划中 , 科学家们设想通过在宇宙飞船的尾部“引爆”原子弹 , 来推动飞船起飞和前进 。 不过这个计划最后被美国政府终止了 , 其中一个主要的原因就是飞船起飞时所造成的核污染 。
根据科学家估计 , 一艘高60米、直径为40米、重4000吨的猎户座火星飞船 , 它的一次出行所排放的核污染最终会被地球的磁场吸回 。 届时全球将有数百人死于这场污染 , 更不用说更大的世代飞船了 。 所以 , 科学家们正在绞尽脑汁 , 看看能不能至少从理论上设计出核污染极小甚至是没有的引擎 。
另外 , 正如我们在一些媒体中看到的那样 , 火箭飞船被推进时会剧烈震动 。 世代飞船原本也不例外 , 只不过它在底部会多出一个大圆盘形的减震器 , 这个减震器会吸收核爆炸、核裂变反应或核聚变反应所产生的核脉冲 , 然后再把核脉冲以一种更“温和”的方式释放 , 从而使世代飞船获得强大的推进力 , 同时又不会剧烈震动 。 不过 , 能够吸收核脉冲的减震器不是那么好制作的 , 因为它不仅要耐受至少67000℃的冲击波高温 , 还要能抵挡住冲击波所造成的压强 , 不过 , 科学家直到现在还没能找到合格的材料 , 来制作吸收核脉冲的减震器 。
伦理道德与心理健康
不仅世代飞船遭遇到技术挑战 , 在那样漫长、狭窄的空间里 , 每个乘客还将遭遇伦理道德、心理健康等的挑战 。
科学家们通过研究得出 , 世代飞船出发时需至少搭载160人 , 才能确保飞行期间船员后代遗传的多样性 。 这样 , 只有两个遗传基因差异足够大的人才能在一起 , 这也意味着无法自由恋爱和结婚 , 必要的时候 , 两个毫无感觉或者相互厌恶的人甚至可能被指定为夫妻 。 这样的举措又会对在飞船出生的孩子产生怎样的影响呢?
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此外 , 为了保证世代飞船的安全和高效运行 , 每个人只能接受被指定的工作 , 并严格按照指示行事 。 这意味着人们无法像在地球上那样自由选择职业 , 只能痛苦地接受选择权被剥夺的现实 。 这会给人类带来什么样的影响呢?
【大科技杂志社|父死子继:真实的星际飞船】而且 , 如果一个人病情严重 , 被治愈的可能性不大 , 那么为了其他船员的安全 , 这个人极可能会被“人道”毁灭 , 即便这个病人并没放弃治疗 。
另外 , 船员们的心理健康也是一个不可忽视的问题 , 毕竟他们要在一个封闭的环境中至少生活100年 , 而且资源有限 。 船员们还会清楚地知道一旦发生意外 , 他们将无处可逃 。 在这两种条件的共同作用下 , 对于船员个人来说 , 较容易滋生抑郁、精神崩溃和狂躁等心理问题;对于船员群体来说 , 则较为容易引起极权主义和暴动等“社会”问题 。
在100年之内 , 科学家们很可能就具备制造世代飞船的技术 , 但因为上述的种种问题 , 地球上的人很可能会阻止世代飞船发射 。 因此 , 移民外星也许是下下之策 , 更为重要的是保护好如今的地球 , 这才是上上之策 。
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