科普系列:超越星辰飛向宇宙的邊緣,第一站,月球星艦的建設(shè)

探索宇宙是人類對(duì)星辰開始有概念后就擁有的夢(mèng)想,嫦娥奔月的傳說(shuō)就是古人對(duì)地外星球的一種向往。我們想象過(guò)月宮,想象過(guò)桂樹,想象過(guò)玉兔,這是我們5000年以來(lái)星際夢(mèng)。時(shí)代變遷,風(fēng)云變幻,雖然已經(jīng)過(guò)去了5000年,但月球始終還是那個(gè)樣子,我們現(xiàn)在看到的月球和后羿對(duì)著天空思念嫦娥時(shí)的月球也都是一模一樣。

今天我們開始一系列科普的形式一步步走向宇宙深處,去探索宇宙,飛向宇宙的邊緣。探索宇宙首先需要的就是先進(jìn)的宇宙飛船,星際戰(zhàn)艦,而建立這些星艦的最好地點(diǎn)就是月球。

月球是地球唯一的衛(wèi)星,它和地球也是太陽(yáng)系中最神奇的組合。理論上地球并沒(méi)有能力在形成之初就捕獲如此大的衛(wèi)星,由于月球距離地球相當(dāng)近,肉眼就能隱約看到月球上的地貌輪廓。月球的直徑只有地球的1/4,質(zhì)量只有地球的1/81,距離地球大約38萬(wàn)公里,是我們登上的第一顆地外星球。

我們進(jìn)行宇宙探索的第一步就是在月球建立星艦船塢,月球引力只有地球的1/6,對(duì)于一艘巨大的星艦來(lái)說(shuō),更低的引力在脫離引力控制時(shí)可以減少燃料的使用而且更安全。另一個(gè)原因是月球上擁有地球上稀缺的元素,比如月球擁有巨量的核聚變?nèi)剂虾?3,而且稀有金屬的含量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于地球。

星艦的設(shè)計(jì)我們采用《星球大戰(zhàn)》中西斯的死星一樣的設(shè)計(jì),將星艦建成球形有很多好處,內(nèi)部和表面都可以作為工作和生活用,并且利用空間也大很多。我們選用兩套動(dòng)力系統(tǒng),一套是核聚變動(dòng)力,一套是反物質(zhì)動(dòng)力。使用兩套動(dòng)力系統(tǒng)的原因也是一個(gè)比較中肯的考慮,對(duì)于我們來(lái)說(shuō)核聚變?nèi)剂细菀撰@得,比如我們可以利用月球上的氦-3作為第一級(jí)燃料,經(jīng)過(guò)木星,土星之類的氣態(tài)星球時(shí)還可以補(bǔ)充重氫和氦-3,所以在宇宙航行的大部分情況下我們優(yōu)先使用的還是核聚變?nèi)剂?。在星艦的底端安裝一個(gè)等離子流推進(jìn)設(shè)備,將聚變反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為等離子流,給星艦提供常規(guī)動(dòng)力。

反應(yīng)堆放在球形星艦的中心,可以給整個(gè)星艦空間提供熱量和人造陽(yáng)光。不需要擔(dān)心是否會(huì)爆炸,因?yàn)槿绻?,無(wú)論你將這個(gè)反應(yīng)堆放在哪都是一樣的。另一套反物質(zhì)反應(yīng)堆設(shè)備反物質(zhì)收集器放在飛船的頂端,因?yàn)榉次镔|(zhì)需要在太空中收集,在星艦經(jīng)過(guò)星際塵埃的時(shí)候就可以進(jìn)行反物質(zhì)的收集工作。反物質(zhì)引擎作為備用引擎一般情況下是和聚變發(fā)動(dòng)機(jī)分開的,由于其推力強(qiáng)勁為避免星艦解體,反物質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)位于星艦的赤道上分四個(gè)方位安裝的。反物質(zhì)的收集過(guò)程異常艱難,所以反物質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)平時(shí)并不使用,只在應(yīng)急情況下開啟,比如星艦如果被大質(zhì)量天體的引力捕獲,或者遇到了外星飛船的圍攻需要逃跑時(shí)使用。

星艦的直徑將達(dá)到30公里以上,做這么大并不是為了顯擺,而是容積太小根本放不下這么多設(shè)備,并且一個(gè)巨大的空間才可以形成一個(gè)獨(dú)立的生態(tài)環(huán)境。星際探索并不是一個(gè)有來(lái)有回的過(guò)程,而是一條不歸路,在星艦上形成一個(gè)獨(dú)立的生態(tài)環(huán)境很重要,星艦上的所有工作人員將以獨(dú)立的生存模式永遠(yuǎn)航行下去。由于后續(xù)無(wú)法得到地球的技術(shù)支持和產(chǎn)業(yè)鏈支持,星艦上還必須有自己的制造廠,可以制作星艦需要更換的設(shè)備和零件以及采礦艦,能源補(bǔ)給艦,運(yùn)輸艦,戰(zhàn)斗艦等。星艦需要的是一整套的航天工業(yè)體系,生活物資工廠,科技實(shí)驗(yàn)室,生物實(shí)驗(yàn)室,量子實(shí)驗(yàn)室等。

由于星艦的不能過(guò)于龐大,否則其引力會(huì)對(duì)其他飛行器產(chǎn)生不良干擾,所以一艘星艦沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)如此之多的功能,在出發(fā)前保守估計(jì)需要至少3艘星艦,每艘星艦上都裝載相同和不同的工業(yè)和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所。預(yù)計(jì)每艘星艦可以容納2萬(wàn)人工作和生活,所以這是一場(chǎng)至少6萬(wàn)人的集體航行。3艘星艦并非單獨(dú)航行,在茫茫宇宙中有很多未知的危險(xiǎn)和無(wú)法預(yù)料的情況出現(xiàn),所以除了星艦本身攜帶的運(yùn)輸艦,補(bǔ)給艦等,還需要至少30艘探測(cè)艦在前方帶路,在四周收集宇宙空間的情報(bào),并且還肩負(fù)著繪制宇宙航行圖的工作。為了這次的航行為人類留下寶貴的信息,所以還需要在沿途留下用于傳輸數(shù)據(jù)的中繼衛(wèi)星設(shè)備。理由非常容易理解,一旦星艦飛出太陽(yáng)系,發(fā)回的數(shù)據(jù)地球?qū)o(wú)法收到。

這樣的航行實(shí)際上已經(jīng)脫離了地球的社會(huì)體系,所以需要建立一個(gè)新的社會(huì)體系和制度,三艘星艦需要統(tǒng)一指揮,三艘星艦必須遵循不可以脫離原則,而且每艘星艦都無(wú)法單獨(dú)做出任何決定,只有在兩艘星艦意見一致的情況下才可以作出重大決定。當(dāng)然了,新的社會(huì)制度需要探討和研究很久才能變得完美,我們不過(guò)多討論,如果你有很好的想法可以在評(píng)論區(qū)交流。這樣的星艦大概需要幾十年才能完成建造,我們的太空探索夢(mèng)也隨著星艦的建立即將起航。