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首先申明自己的观点:关于未来人类的航天器,历史上一些伟大科学家或科幻小说家的设想基本代表了未来人类技术的发展方向。
未来人类航天器或者星际战舰所要解决哪些问题?答:第一、动力;第二;生存保障;第三、防护;第四、武器!对于人类来说,太空是一个和自己母星完全不同的环境,人类要想长期驻足,需要解决很多的技术难题。因此,在现阶段尽管很难对未来进行设想,但依照人类的的需要,还是能大致的描绘出未来星际战舰的轮廓!
第一、动力。毋庸置疑,未来的航天器首先要解决的是动力问题,在现行物理框架内,最可行的是等离子发动机。因为加减速的需要,飞船的动力单元必然要贯穿整个飞船,头部和尾部都有喷射喷口,中间储存燃料。
和大多数人想象的不同,太阳光帆和曲率驱动并不会成为人类未来飞船的动力选项。太阳光帆的主要缺点是动力不稳定无法保证持续的动力输出,且展开的面积太大,很容易发生意外,并不适合长途星际旅行。而曲率驱动因完全不符合现行的物理定律,所以不予考虑。(详见小编:如果外星人具有近光速飞行器,其燃料应该是什么?)
第二、生存保障。简单来说就是飞船对人类生存条件的保障,尽可能的模拟地球上的生存环境。在太空中和地球最大的不同就在于没有重力,阿瑟·克拉克(科幻三巨头之一)在《2001太空漫游》中曾设想通过将飞船制造成环形(上图),通过不断地旋转制造离心力来模拟重力,他的这个思路在目前为大多数科学家和科幻小说家所接受。
因此基于这个思路,未来人类的飞船在中间生活部位一定会被制作成环形,通过不停的旋转来模拟重力。
第三、防护。一艘星际飞船在太空中飞行,不仅要防护航线上的陨石和小行星,还要防护太空中无处不在的高能粒子冲击,通过强磁场制造保护罩对飞船进行360度防护就成为一个必须解决的问题。因此,基于这种需要,在飞船的头部、中间及尾部一定会布置大量的磁场生成设备。
第四、武器。客观来说,武器其实是人类未来飞船中最不重要的设备,因为人类到目前为止并没有发现外星人,因此武器在大多数情况下都是和防护装置配合使用,用以摧毁航线上的小行星或者陨石。即便是考虑到人类未来战争的需要,武器也多以新概念为主,进行超远距离攻击,因此在未来飞船设计中,武器并不是一个需要严格设计的单元。
未来人类航天器或者星际战舰究竟什么样?由于技术的原因,在《2001太空漫游》中并没有完全实现阿瑟·克拉克的设想。半个世纪后《星际穿越》中飞船的设计方案(上图),基本代表了未来星际飞船的设计要素。这艘概念飞船,除了缺乏前向减速喷口和明确的强磁场设备外,其他设计均比较合理,基本符合人类未来大型航天器的设计特点。
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