如果全人类团结一致,动用所有资源能造出宇宙战舰吗?可以造出什么程度的战舰?
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如果全人类团结一致,动用所有资源能造出宇宙战舰吗?可以造出什么程度的战舰?
这是一个非常有趣的话题,人类团结一心确实能办成难以想象的工程!就如《2012》中人类将制造诺亚方舟的重任交给了中国,当然这和中国的基建狂魔是不无关系的,因为在全球人类的眼中,在中国几乎没啥什么工程完不成!
当地壳变动导致的巨大海啸袭击全球时,隐藏在西藏卓明谷的9艘诺亚方舟承载了人类所有的希望,尽管有方舟在驶出船坞的时候被毁,但仍然有三艘保留了下来,待洪水退去之后将成为未来发展的基础!
当然《2012》中的方舟制造模式是全球投资,然后中国负责建造,因为在大家的印象中只有中国能完成如此宏伟的任务,因此《2012》由中国负责建造并不意外!那么问题来了,既然尽全人类之力能建造出拯救人类的诺亚方舟,那么假如有一天被某个距离4.22光年外的文明威胁,我们能造出什么层次的宇宙战舰?
既然打算开始建造宇宙战舰,那么还是从各个子系统的科技水平来预估下未来的战舰样式,要不然凭空想象,也许就天空星空了!
与战舰相关的关键系统
一、飞船外形与规模
二、动力系统
三、通讯与指挥系统
四、攻击型武器系统
五、防御系统
六、维生系统
七、........
其实一艘战舰所设涉及的系统相当广泛,但相信各位只对以上关键系统感兴趣,我不妨来简单展开下,看看我们能造出什么样的玩意儿来!
一、飞船外形与规模
到现在为止人类并没有制造出反重力的动力系统,那么这艘飞船必须在太空制造,但又没有大规模进入太空的能力,那么只能在地面上建造各个相关配件,再进行组装!
根据这种模式,人类制造出来的飞船不是类似于国际空间站那种一个个圆筒状连接结构,就是桁架式结构!
上图中这中模式偶包含了,或者说像《阿凡达》以及《火星救援》中的飞船就比较有代表性,这两种飞船还真是出于人类技术为背景设计出来的!
《阿凡达》中的创业者号,那巨大的结构,是桁架式+圆筒形结构复合体
《火星救援》中的赫尔姆斯号则主要就是圆筒状组装结构,两者完全基于人类技术的设想,因此设定的时间距离现在不远,最多也不会超过100年!
但这些飞船外观都不适合作为战舰,我们比较喜欢星球大战中的超大规模的“帝国级歼星舰”的造型,三角形飞船霸气,内部空间分配也比较方便!
其实种花家还很喜欢星际迷航中飞船的造型,碟形更适合空间布置,而且从力学角度来说这个强度可以达到最高!因此有网友曾经对《三体》中的飞船进行“自然选择号”进行建模,结果其主体造型和“进取号”飞船相似,因此星际迷航中的飞船造型还是经过深思熟虑的!
帝国歼星舰的规模达到了数千米级别,进取号也达到了上数百米级别,但人类能达到的规模估计也就数百米,而且造型上尽量接近碟形,这是强度与空间利用率综合考虑的结果!
二、飞船的动力系统
直径数百米甚至上千米的歼星舰,总质量将达到数万吨,化学火箭明显不太现实,这将消耗大量的能源,核聚变尚未实现,曲速引擎还在传说中,因此我们唯二能用的有两种动力!
1、核裂变动力
2、离子推进
前者早在上世纪六十年代就有核裂变动力飞船的设计案例,当然这未能实施,因为它简直就是反人类的,动力方式是在飞船屁股后面丢核弹,请问发射基地哪个国家敢承建?
当然如果在太空中建造与发射,则可接受程度将会直线上升,毕竟在近地轨道上辐射本身就比较强,而放射性沉降也不会集中在某处,另外从近地轨道变轨飞离时可以使用化学火箭,到安全距离再全速开启核裂变弹的爆炸模式!
无独有偶,伪纪录片《撤离地球》中的“诺亚方舟”就是丢核裂变蛋爆炸推进模式,《撤离地球》说的是一颗中子星闯入太阳系,地球将在约75年后毁灭,全人类穷尽一切力量建造诺亚方舟逃离太阳系,上图就是人类50年辛苦努力的结晶,没有选择聚变是因为必须100%可靠,因为关乎人类文明生死存亡,来不得半点闪失!
后者则是现代航天器最为先进的推进方式,其原理是将容易电离的物质加热到离子状态,再将电子与离子分离,离子则在电场的作用下向后方排出,再将电子注入尾流中中和,消除飞船发动机的电势差,这就是离子发动机的原理!但其推力太小,不过比冲很高,作为长航时发动机最为合适,但高达数万吨的飞船,也许要在近地轨道上加速数年才能从地球引力束缚中逃逸!
不知道何时能将离子发动机的推力达到数十牛甚至成百上千牛级别,到那时才能作为歼星舰的动力,即便如此也需要成百上千台并联成为一个推进阵列!
三、通讯与指挥系统
以当前地球技术来看,通讯指挥系统不外乎电磁波,因此我们还是会将雷达搬上歼星舰,但在宇宙中其实雷达用处并不大,这主要有几个原因:
1、距离太过遥远,雷达有效距离数万,即使数十万甚至上百万千米又如何?比如地方来袭,在火星轨道上以数百千米/秒的速度接近,雷达的效果就像盲人摸象一样!
2、通讯延迟 30万千米/秒的速度在宇宙中跟蜗牛爬也差不多,太阳系中的通讯延迟从数分钟到数小时不等,实在不能满足我们的需求
前者可以通过光学以及红外等来弥补,比雷达可能会好很多,但后者是在没有办法,如果对方掌握没有任何延时的量子通讯技术,那么直接被秒杀!
四、攻击型武器系统
都说进攻是最好的防御,那么我们有什么拿得出手的进攻手段吗?我们地球上最先进的狙击步枪、远程火炮甚至导弹可能再也没有多少用处,唯二能用上的就两种:
1、电磁动能武器+制导武器
2、激光或者高能粒子武器
就这两种,其他统统都用不上,但这两种武器在太空中的效果依然值得商榷,不过除了这两种以外人类再也没有趁手的烧火棍!因为前者的速度也就3KM/S,即使提速到30KM/S,对于动辄上万千米的距离,实在慢得很!激光和高能武器也存在远距离发散的问题,而且还容易被屏蔽!
五、防御系统
要在歼星舰中谈防御,实在是一件不太可能的事情,动辄数十千米速度的动能,不是一般装甲所能防御的!
2KM/S不到的出膛速度,穿透均质钢板超过1M,在歼星舰中如何达到这样的条件,因此只能用主动防御的手段来防御对方的动能武器,当然还是用激光比较简单,就像《星际迷航》11中刚开头时科克船长的父亲指挥星舰与罗慕伦人飞船对抗的桥段!
蜂群一样的来袭导弹,如何防御,也许碰到这种场合只能自求多福!
六、维生系统
这可能是大家认为最不重要的部分,但事实上却是整艘飞船的灵魂,因为不吃不喝可以坚持几天,但没有氧气的话就几分钟倒计时了!空间站的氧气消耗都是储备,再则就是再生药板,但长期的话,必须要有绿植循环,深空不像国际空间站能从地面获取补给,因此内循环平衡是基本需求,储备作为补充,再生作为应急!
另外还有食品储备,维修储备,人才储备......
这是一个极其庞大的系统,跟海洋上的霸王航母的系统是类似的,只不过歼星舰的条件比航母更恶劣,环境更极端,设备更独立!准确的说,以人类现代科技制造的歼星舰更多的可能是一艘保命舰,弱不禁风,最多只能自保,还要祈求它不要出故障,否则泥菩萨过河,自身难保!
▍⇢如果全人类团结一致,动用所有资源能造出宇宙战舰吗?可以造出什么程度的战舰?
如果全人类不惜一切代价共同努力打造一艘宇宙战舰,那么肯定还是可以建造出来的。
人类的科技能力虽然有限,但也已经实现了载人航天、登陆月球、建造空间站、实现空天探测等相关技术的实践与应用。人类也已经具备了让宇航员可以长期在太空生存的技术与设备。限制人类在太空探索领域更快速发展的核心因素其实主要就是能源与资金方面的问题,而且核心其实就是资金方面的问题。
比如美国毅力号火星车的一块核电池,造价就达到了惊人的7000万美元,如果大量地采用这样的技术,显然是可以进一步提升宇宙战舰的动力能力的,但是相应的费用就是一个天文数字了。
举全人类之力,我们到底能造成什么级别的宇宙战舰呢?
首先我们得先来看看限制人类宇宙战舰制造规模的因素有哪些:
【1】首先就是如何把战舰运送到太空中的问题。
宇宙战舰想要实现太空遨游,首先就是要达到第二宇宙速度,并最终脱离地球的引力。想要克服这样的速度是需要巨大的动力的。当年美国为了把一个小小的阿波罗宇宙飞船送到太空,就动用了100多米高的土星五号火箭。如果人类想要建造一艘数万吨的巨型宇宙战舰,那么需要的火箭可能就是无法想象的了。
如果我们的思路是在地面上把巨大的宇宙战舰建造好,然后再通过火箭运送到太空中,那么这个难度显然是太大了。因此我认为我们可以采取模块化的方式设计宇宙飞船,就像搭积木一样,一块一块地把宇宙飞船的部件分别送入太空,再在太空进行宇宙战舰的组装工作,其实我们的空间站也是这样的建造逻辑,只是宇宙飞船的形态和规模都要比空间站还要大上许多。
【2】其次就是要解决宇宙战舰在太空中遨游的能源动力问题。
人类的空间站和太空探测器一般都是使用太阳能帆板摄取动力,有时也会配合一些核电池进行动力补充。但是太阳能的效率还是太有限了,比如空间站基本是绕地飞行,除了调整姿态以外不会耗费太多的能量。而太空探测器的体积往往很小,同样在调整姿态时消耗的能量也是有限的。
但是人类如果想要制造出能够在太空中任意遨游的宇宙战舰,那么就必须优先解决战舰的动力问题。目前来看“核能”必然是首选能源。如何将核心小型化并且稳定化是人类需要面对的一个问题,当然我相信只要资金足够充裕,这些问题都是可以解决的。
如果解决了上述的这些问题,我觉得人类完全可以打造出一艘类似于“航空母舰”规模的“宇宙战舰”,战舰的体量应该可以达到5万吨以上的级别,上边可以搭载数千人一起乘坐,而且还具备在太空中自有往来的能力。
但是在速度方面人类是很难在短期内实现重大突破的,除非在“可控核聚变”领域有较大的提升,否则这艘战舰更多的时候,还是会以类似于太空探测器那样的速度在宇宙中航行的,速度与光速也是没有任何的可比性的,人类乘坐这艘宇宙战舰更多的也只能在太阳系内部进行飞行。
以上个人意见仅供参考。
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美国在上世纪五六十年代是有过疯狂的计划的,也就是老猎户座计划,采取迷你型核爆获取推进力的核脉冲式宇宙飞船,但是由于一系列的阻碍:资金投入问题、1963年的部分禁止核试验条约,这项计划被扼杀掉了,如果当初这个计划没有被掐掉,我想,美国可能会在现在就拥有了一支具有很大军事意义的太空舰队(近地空间),并且这支太空舰队拥有在内太阳系进行星际航行的能力。
现在各个航天大国可以有能力将零部件送上太空,然后再组装,不过这将是一个比国际空间站还要难、花费还要大上几百倍、几千倍的玩意儿。
再说宇宙战舰能达到光速的一半吗?我们假定能够达到,离我们最近的有生物的星球有多远?我们再假定为100光年。
从地球出发,驾驶着宇宙战舰,风尘仆仆,耗去生命的一大半(飞行速度为光速的一半,飞行时间为地球时间的一半)终于到了对方的家园,把所有的弹药打光,大获全胜,赶紧返航。最后在飞行的途中,寿命早已终结,变成一个个干尸或腐尸,降落地球,有意思吗?
可见,它是一件没有意义的事情
目前造宇宙战舰最大的问题并不是钱和人,而是科技和材料。
目前人类有可能造出来的大型宇宙飞船,是流浪地球,阿凡达或者火星救援中那种大型空间站式飞船。但是也只能用来做运输机,而非战斗舰船。而且目前限制人类无法建造这种舰船的主要原因是材料,没有合适的材料来建造那些数以万计的小飞船和链接器来组合成这种大型舰船。
目前人们能想到解决的方法还是流浪地球中那种利用旋转提供离心重力。所以这个问题不解决还是没法随心所欲修建大型宇宙战舰。
可能事情并非不能那样完全走上绝路,茫茫宇宙并非没有办法,还是让阿基米德先去测量宇宙间的沙子吧。
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打造一艘乘坐90000人遨游太阳系的规模超级宇宙战舰还是不成问题的。如果全人类团结一致,动用所有资源当然是能够建造出宇宙战舰的,而且该战舰的能力远远超乎想象,甚至可以称之为移动在太空中的“航空母舰”。那么这艘超级宇宙战舰能够达到什么程度呢?本文将带您建立在科学的基础上畅享一番。
在了解这艘超级宇宙战舰前,不妨先了解一下今天全人类比较卓越的航天科技技术都有哪些吧。
目前人类已经实现的航天科技技术比较亮眼的有:向太阳系内7颗星球发射轨道卫星或登陆部分星球、采集小行星样本返回地球、打造太空空间站、流水线式生产航天器等等。这些技术足矣支撑全人类合作共同打造一艘搭载9万人穿梭在太阳系内的超级宇宙战舰。
想要实现这艘超级宇宙战舰并没有那么困难,因为今天人类已经在地球轨道成熟地掌握了拼装了空间站的技术,那么如果在空间站上装上推进器,是不是就能变成一艘大型宇宙战舰了呢?答案当然是可以的。
人类想要建造一艘超级宇宙战舰,只需要在地球建造战舰模块,然后在太空拼装就行,按照当前的航天科技技术,是完全可以实现通过拼装在太空打造一艘宇宙超级战舰的。比如拿现有的星舰来说,该系统(星舰加猎鹰超重型助推器)可向近地轨道一次运送100吨货物,或者一次性搭载100人飞天。
因此如果将900艘甚至2000艘星舰捆绑拼接在一起,那么就能够打造出一艘巨无霸式超级宇宙战舰。这艘飞船对单个国家来说打造起来确实太费劲,除了需要庞大的人力资源外还需要巨额的开支。若全人类共同团结一致,动用所有资源建造,那么它就不成问题。说白了只需要不断拼装就行,甚至可以将这艘飞船打造成一颗行走在太空的“凡尔赛星球”。
在这艘凡尔赛星球里,将能搭载高达9万人共同居住生活,里面所有的一切应有尽有。酒吧、KTV、美食城、淋浴间、观景台、游乐场等等。但所有的乘客还是只能在失重的情况下生活,因为今天的人类还是无法在太空舱内消除失重感。
打造完成的这艘超级宇宙战舰理论上长度将达到15-30公里,规模则相当于一座普通县城。除了载人外,这艘超级战舰还会搭载轨道飞行器、太空战舰、激光武器,除以上外,还至少会拥有上百个航天器对接口以保证从地球向战舰输送保障性资源。因为无论这艘战舰飞到多远,它大多数使用的资源都无法实现再生。
但人类只能打造这一艘战舰,因为这艘宇宙战舰后期维护及生态系统保障十分庞大,几乎每天都需要至少数艘飞船为它补给所需的能源及用品。无论它飞的多远多久,最终还是都离不开地球输送补给。
显然,如果全人类团结一致,动用所有的一切资源绝对是能够建造出超级规模的宇宙飞船。然而如此庞大的宇宙战舰在今天看来却是没有必要建造的。这是因为该战舰的打造其实并没有实质性的意义。除非它能够让人类在茫茫宇宙之中走的更远,或者,它能够帮助人类躲避巨大天体灾难的厄运。指不定在未来的某一天,人类团结一致,打造出一艘如此规模的超级宇宙战舰,在未来这一切确实都不好说。
▍♣如果全人类团结一致,动用所有资源能造出宇宙战舰吗?可以造出什么程度的战舰?
现阶段,造不出来
一万个农民能不能造出原子弹?很显然不能,那么一百万个农民呢,乃至一亿个农民呢?同样造不出,哪怕一千亿个农民,直到全部老死了,原子弹仍然只能存在于想象中。
人多,可以完成人少所不能完成的简单体力型劳动,仅此而已。并不能产生人多就可以无所不能的效果,基本的科学规律要尊重。
如果其中最高的智慧,只有初中物理知识,那么他们最高就能完成这个级别的建造,初中以上空白的部分,属于未知的科学领域。
考虑人类的自我进化能力,经过N代漫长的艰辛探索和求证,加上适时的出现一些禀赋极高的天才,在关键的时刻产生思想火花,才能助推科学水平向上攀登。
从微积分和牛顿三定律的诞生,到核裂变方程式的出现,科学发展了300年,在这之前,又要多少年才能发展出微积分呢?
人类终究要去往太空
以人类目前的科学高度,去制造宇宙歼星舰这种级别的深空超大型航天器,比让农民造原子弹还要难。在太空探索面前,人类就是一个初中生,刚刚掌握了一些宇宙基本规律,知晓了一些入门级太空知识。
目前堆再多的人,再多的资源,极限成就是使用化学能火箭载人登陆火星,目前也只有美国可以做到,来回往返约三年的时间。
再远的目的地,例如木星,受限于基础科学的水平,已经无法抵达了。动力是最致命的原因,化学火箭的最佳载荷比是96:1,一吨的有效载荷,需要96吨燃料助推。土星五号3400吨的发射重量,就是为了把45吨重的阿波罗登月飞船打入轨道。
深空飞行,凭借几十吨的飞船,小于20公里/秒的速度,化学能明显不够。而要突破,只有更强大的动力,但是初级可控核聚变还在研发中,等到终极核聚变发动机的成功,可能最少还需要200年时间。
到了这一时刻,人类走出太阳系才有可能,英国曾经设计过一个疯狂的“代达罗斯”计划。为了在50年内飞抵6光年之外的巴纳德星,建造一艘使用核聚变发动机的飞船,质量为5.4万吨,其中推进装置重量是5万吨,预计经过持续4年的加速后,理论上最高可以达到12%的光速。
英国人计算过如果持续加速至光速的90%也可以达到,但是需要13亿吨核燃料,这在工程上不可能,于是放弃这构想。
由于技术和资金的原因,该计划被放弃,因为只解决了动力问题还不能够进行恒星级航行,仅仅是长期承受数千度高温到接近绝对零度极端温度变化的材料,就是一个无法逾越的天堑。此外,人工智能技术,生命维持技术,人工重力技术,自动控制技术,人机交流技术,食物合成技术,生态循环技术等等一系列的深空航行所必须的技术,都需要时间来发展。
下图是代达罗斯飞船和土星五号的对比图
未来
航天工程,是集科学之大成的超级工程,一样短板,就无法前行。这需要基础科学的研究,连续突破,才能助推人类向太空行进的更快更远。
至于战舰,能实现核聚变发动机,难度就不大,没有空气的太空是动能炮的最佳战场,质增公式决定了速度越快,携带的动能越大。一颗小铁球,只要速度够快,能轻易摧毁一个太空站,战列舰,将在太空环境获得重生。
当然,和平利用太空是最好的愿景,无论哪国的宇航员,都是人类精英中的精英,他们的损失,是全人类的损失。像我这样纯理性的人,想到这幅太空画面,都觉得可惜悲伤。
等到面对邪恶外星人的那天,再展示万炮怒吼的壮观吧。
别问我打不掉怎么办,动能炮都无效,人类灭绝。
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