版权归原作者所有,如有侵权,请联系我们

宇宙飞船在太空高速航行,会被星际碎片撞碎吗,如何规避?

时空通讯
探索奇妙的世界,愿与您一起同行。
收藏

这是一位网友提出的原问题:如何保护以99.9%光速行进的星际飞船免受碎片撞击?

这个问题谁也不知道,因为现在人类与这个速度还相差很远。现在人类飞行器最快的就是帕克号太阳探测器,现在它在太阳迄今最近的距离对太阳进行探测,速度为每秒约100千米。到了2024年12月,它将最后一次最近距离接近太阳,届时距离太阳表面只有约600万千米,以每秒约200千米的速度掠过太阳日冕层,接受1400℃的高温炙烤,成为人类最近距离抚摸太阳这只“老虎”屁股的探测器。

即便是这个速度,也只有光速的万分之六多点,这与光速99.9%就不止是差十万八千里了,而是每秒差约56万里。

不要说光速99.9%的速度受到宇宙碎片撞击,就是帕克号受到一个鸡蛋的撞击,也会粉身碎骨成为齑粉,即便旅行者1号每秒17千米的速度也会被一个鸡蛋撞得粉碎。我们可以想象每秒才30米速度的汽车,你撞上一个石头看看,不要这个石头有速度,只要用一根线掉在路中间,被汽车撞上也是车毁人亡。

所以我们现在奢谈什么接近光速被物体撞上都是扯淡。谁能够说出解决办法那就是大神,这种大神在这个世界上除了坑蒙拐骗,骗你没商量之外,没有任何价值。

时空通讯是个具有那么一点科学思维的人,喜欢用科学的方法思考问题,因此回答不出这种问题,只能告诉想听完美答案的一些同胞们几个科学预测:

1、人类未来航天速度瓶颈的突破,很可能不是依靠速度。而是依靠爱因斯坦引力场论,寻找虫洞走捷径或者依靠曲率航行的缩地功。这两种移动方式都不是速度的突破,而是知道了时空的规律后,通过走时空捷径和扭曲时空的方法前行。

这种前行不受光速极限限制,只需要对规律认识的突破和能源认识的突破。这里面的道理很深奥,咱吃瓜群众不是科学家,只知道个大概就行了,没必要去讨论技术细节问题。不过时空通讯过去相关文章对这方面多有讨论,有兴趣的读者可以前往查看。

2、人类航天传统速度肯定是要提升的。比如达到光速的几分之一或者一半光速等等,现在NASA已经启动的百年星舰计划,设计的星舰就是朝着能达到12%光速目标奋斗的;霍金在生时启动的突破摄星计划,设计理念是用激光催动光帆,带着微型探测器前往半人马座a星,目标速度是达到光速的20%。

如果技术真的达到了这种程度,那就会同时考量如何规避撞击发生的设计。在科幻影视中,一般采用的都是防护盾技术,就是用能量场或者磁场在飞船周围形成一种防护罩,避免一些撞击和攻击。

但这些都还处于科幻阶段,没有真正的技术理论支撑。所以即便有一些防护,也只能防护小的撞击,根本无法防护较大撞击。高速航天器最主要的防范措施是预防,如提升航线监测水平和监测距离,让飞船能够提前规避。规避撞击才是最主要的防范手段。

3、宇宙中是十分空旷的,这种空旷出乎你的想象。我们在网络上常看到一些太阳系图片,有一个密集的小行星主带和柯伊伯带,密密麻麻充满了小行星;在遥远1光年的太阳系边际,还有密集的奥尔特云彗星带,据说这里的彗星有万亿颗之多。这些图片的小行星带和奥尔特云带密不透风,把太阳系包裹起来。

但事实上并非如此,我们看到繁星满天的夜空,都在太阳系外,最近的恒星都有4光年以上,远的天体有数百万光年;而望远镜还可以看到数亿甚至百亿光年以外的天体,这些天体并没有被什么小行星带、奥尔特云带遮蔽或干扰,是什么原因呢?

原因只有一个,宇宙是空旷的,根本不像那些图片画的那样充满了密集的天体碎片。我们可以计算一下奥尔特云带彗星的平均密度。

先按球面积来计算,球面积计算公式为:s=4πr^2。这里s为球体表面面积,r为球体半径。我们把太阳系边缘假设为一个球体,其面积为:4x3.14x9460000000000km^2≈10^27km^2

也就是说在我们太阳系1光年半径的外围球面有1000亿亿亿平方千米的面积,假设那里有10000亿颗彗星,而且都在最边缘的球面上的话,每颗彗星占有的面积是:10^27/10^12=10^15km^2

这就是说每颗彗星占有的面积达到1000万亿平方千米,再开一个平方,每颗彗星之间平均相隔的距离就是约3162万千米。事实上,奥尔特云带不并不是在最外面一层,而是存在于出了柯伊伯带就开始的将近1光年的区域,这样分布在一个立方空间里,就又稀释了很多倍了,何况10000亿颗彗星也是一个高估数据。

小行星带和柯伊伯带大致也是这种情况,因此宇宙的空旷真的是超乎我们的想象。而一旦进入了恒星际空间,除了几个粒子就什么也没有了,你想撞上一块什么东西都比中六合彩还要难上亿万倍。所以,人类飞行最远的使者旅行者1号,早就飞入了柯伊伯带了,依然畅通无阻,什么都遇不到,只有孤独包围着它。

结论:这种问题就是扯淡,毫无意义。

但时空通讯的回答包含着许多科学道理,希望能给您带来快乐和收获。

感谢阅读,欢迎讨论。时空通讯原创版权,请勿侵权。