星際探索的前提條件,星艦的假想,全球工業(yè)高度配合下的星艦制造

探索永遠(yuǎn)都需要實(shí)踐,待在家里無論看多少資料,無論望遠(yuǎn)鏡能看多遠(yuǎn),都不如親自走一趟來得直接和實(shí)在。宇宙探索更是如此,我們雖然在科學(xué)上有較大的突破,對宇宙各種星體,各種現(xiàn)象都有了合理解釋,可畢竟沒有親臨現(xiàn)場,在沒有實(shí)踐之前一切都只是猜測。

探索宇宙與我們在地球上探險(xiǎn)有本質(zhì)區(qū)別,探索宇宙是一條不歸路。宇宙太大了,對于人類個(gè)體來說,宇宙大到了星際探索只能是一個(gè)單程旅行。最好的結(jié)果是,出發(fā)時(shí)是爺爺在駕駛飛船,回來時(shí)是曾孫子在駕駛飛船。宇宙的尺度決定著我們需要突破距離和時(shí)間,在沒有任何突破空間的手段之前,我們只能依靠多代傳承的方式去征服宇宙。那么,征服宇宙的前提條件是必須擁有星際飛船,星際飛船如何建造,又該建造成什么樣子呢?
第一點(diǎn),我們先弄清楚需要建造星際飛船的規(guī)模。
星際飛船的規(guī)模絕對是空前巨大的,如果我們能加速到光速的10%,并且可以隨意加速和減速,那么我們到達(dá)比鄰星需要40年。就算按照這個(gè)時(shí)間來計(jì)算,星際飛船不??浚恍菹?,也需要在宇宙中航行至少40年,而一個(gè)來回則是80年,這80年消耗的資源絕對是一個(gè)天文數(shù)字。

飛船至少需要一個(gè)能源加工廠,我們假定飛船使用的是可控核聚變技術(shù),那么燃料就是氫,氫的數(shù)量在宇宙中是最多的,并且核聚變的條件也是最低的。所以,能源加工廠用于過濾和提純以及壓縮從氣態(tài)行星以及宇宙空間中收集的氫。除了能源加工廠外,還需要能源儲(chǔ)備倉庫,可控核聚變的反應(yīng)堆和備用反應(yīng)堆,能源中轉(zhuǎn)設(shè)備,差速裝置,變速裝置以及等離子體發(fā)動(dòng)機(jī),備用發(fā)動(dòng)機(jī)等。僅僅動(dòng)力這一環(huán),需要的面積可能就已經(jīng)需要好幾公里的直徑范圍。
飛船還需要一個(gè)食品加工廠,在宇宙中航行需要吃飯喝水,如果僅靠儲(chǔ)備的食物,那么80年的航程我們根本就堅(jiān)持不下來。食品加工廠除了需要加工食物,還需要種植植物和養(yǎng)殖動(dòng)物,另外就是需要人工合成蛋白質(zhì)。也就是說,食品加工需要達(dá)到自給自足,并且還得建立食品倉庫以及戰(zhàn)備食品倉庫。這是必不可少的功能區(qū),也是遠(yuǎn)航的前提,這需要的同樣是直徑好幾公里的面積。

星際航行中不可控的因素很多,飛船損壞或者部件老化現(xiàn)象一定存在,甚至還可能遭受隕石襲擊,或者小行星撞擊。修補(bǔ)飛船同樣是一個(gè)必備環(huán)節(jié),80年的航程中,需要更換和維修的零件太多了,僅憑備用零件滿足不了需求,所以飛船上還得有零件加工廠,不僅如此,這得是一整條生產(chǎn)線。占用面積自然不小。
除了這些工廠外,星艦是一個(gè)母艦,需要很多艦載機(jī)。不光是用于防御的戰(zhàn)斗型艦載機(jī),還需要探測器,采礦機(jī),運(yùn)輸機(jī)等。其規(guī)模應(yīng)該是最大的。保守估計(jì)這些艦載機(jī)的總數(shù)也需要500艘以上,否則無法滿足能源補(bǔ)充和采礦需求以及運(yùn)輸能力,這將是星艦中面積占比最大的區(qū)域。

星艦搭載的可不是幾個(gè)人,而是一座城市。生活區(qū),娛樂區(qū),訓(xùn)練區(qū),醫(yī)療等,城市中有的星艦上也都必須有,星艦必須是一個(gè)全功能母艦。畢竟這是一個(gè)需要容納好幾萬人生活和工作的宇宙飛船,缺少任何一個(gè)環(huán)節(jié),造成的后果可能都是非常嚴(yán)重的。從這個(gè)角度來看,星艦的規(guī)模就非??植懒?,就算這些設(shè)施設(shè)備和廠房區(qū)域可以多建幾層,那么星艦的長度也會(huì)超過10-15公里,寬度需要3-5公里,高度同樣也會(huì)超過3-5公里。
第二點(diǎn),星艦的形狀。
星艦的形狀可能并非我們想象中那樣,在宇宙中飛行不需要符合空氣動(dòng)力學(xué)的規(guī)則,宇宙中任何形狀都不會(huì)產(chǎn)生阻力。星艦的形狀需要按照我們的需求來建設(shè),我們追求的是空間最大化,動(dòng)力更靈活,以及安全性更高的形狀。雖然在宇宙中不會(huì)有空氣阻力,但會(huì)遇到隕石和塵埃的撞擊,有些隕石直徑只有幾毫米,幾厘米,塵埃更小,但這些東西撞擊到星艦上一定會(huì)造成很大傷害,所以我們要做的是飛行時(shí)減少撞擊面。

有兩種方案比較合適,一種是細(xì)長的形狀。在飛行時(shí)只有前端會(huì)受到撞擊,安裝一個(gè)厚厚的盾可以有效保護(hù)飛船。另一種是建造成球型結(jié)構(gòu),球形結(jié)構(gòu)是空間利用率最高的形狀,并且由于是球型,可以采用部分區(qū)域自轉(zhuǎn)的方式飛行,這也能為內(nèi)部空間提供人造重力。我更傾向球型結(jié)構(gòu),因?yàn)楦鼡Q飛行姿態(tài)更方便,發(fā)動(dòng)機(jī)也可以在球型結(jié)構(gòu)上移動(dòng),達(dá)到轉(zhuǎn)向的目的。
第三點(diǎn),人口配比。
這樣規(guī)模的星艦,參與人數(shù)大概需要2萬-3萬人以上。我們可以將星艦的艦載人數(shù)看成一個(gè)小型社會(huì),由于航行時(shí)間太長,必須形成社會(huì)體系才能長時(shí)間穩(wěn)定航行。畢竟這不是一代人能夠完成的壯舉,所以星艦上需要的是具有各種社會(huì)職能的人口。不僅如此,還需要建立學(xué)校,研究機(jī)構(gòu),醫(yī)療體系,工業(yè)體系,軍事體系等,就連男女比例也必須嚴(yán)格設(shè)計(jì),婚喪嫁娶在星艦上都是必須存在的。不僅如此,管理體系也很重要,其實(shí)一個(gè)星艦團(tuán)隊(duì)需要按照一個(gè)國家體系來建設(shè),否則管理機(jī)制崩潰的后果將是極其嚴(yán)重的。

第四點(diǎn),與地球文明的關(guān)系
星艦上完備的社會(huì)體系注定會(huì)破壞與地球的從屬關(guān)系,因?yàn)槌R?guī)意義上的從屬關(guān)系會(huì)隨著星艦上人員換代,重要職能人員的更替產(chǎn)生較大的變化。長時(shí)間脫離地球社會(huì)體系會(huì)使星艦的社會(huì)體系完全獨(dú)立,甚至進(jìn)入敵對狀態(tài)。這很好理解,如果你就出生在星艦上,你的父母跟你說,你的出生注定是為了地球上的人類服務(wù)時(shí),你的心理變化可能無法控制。僅僅是一句“憑什么”,就能讓星艦的社會(huì)體系完全脫離地球。所以,星艦文明一旦建立,其與地球的從屬關(guān)系就會(huì)改變,建立從屬關(guān)系的風(fēng)險(xiǎn)極大,而建立平等的聯(lián)盟關(guān)系可能才是最佳選擇。

建造星艦的難度很高,不僅需要全球工業(yè)的配合,還需要建立新的社會(huì)體系,甚至需要?jiǎng)?chuàng)造新的星艦文明。實(shí)際上,每一個(gè)登上星艦的人都是勇士,因?yàn)槊總€(gè)人都很清楚,這是一條不歸路。未來人類一定會(huì)踏上這條探索之路,人類文明能夠走多遠(yuǎn),能夠創(chuàng)造多大的成就,我們是看不到了。但人類的好奇心始終支撐著我們對宇宙探索的執(zhí)念,也許是幾十年以后,也許需要幾百年,漫天星艦飛向宇宙深空的盛況一定會(huì)出現(xiàn)。