父死子继: 真实的星际飞船

2020-08-11 07:37草森
科学之谜 2020年6期
关键词:比邻星核污染减震器

草森

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。

船员在世代飞船上俯瞰地球

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。

倫理道德与心理健康

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?

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?

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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