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關(guān)于三體中階梯計劃科學(xué)性的粗淺討論

2020-05-20 23:07 作者:超級偶像琪亞娜  | 我要投稿

聲明:這是粗淺的討論,考慮到階梯計劃巨大的能量損失,不進行精確運算,引用原文在文末。





關(guān)于能量:光速為3E8,原著平均總載荷為10kg(原文7),加速到0.01光速可忽略相對論,需要利用能量為4.5E13焦耳,接近一萬噸TNT當(dāng)量4.184E13焦耳,所以平均每次推進只需提供10噸TNT能量。原文中最小核彈當(dāng)量為50萬噸(原文10)。輻射帆面積為25Km2(原文6),直徑可能接近5km。引爆距離最遠為10km,由球面公式得輻射帆分到0.02的照射,則平均每次需接收到500噸當(dāng)量的輻射能,實際利用不超過50萬噸的輻射能即可達到目的。

至于一個核彈能產(chǎn)生多少光子,這個需要懂行人士,也許是夠的。

結(jié)論 :個人認為限制這次加速其實是犧牲了一些冒險方案,以確保材料不變形,大腦不脫軌(作者也是這么想的)。

其他討論:

關(guān)于神游說的,核彈周圍要不要罩子,我認為是不用的。首先罩子太大礙事,太小則輻射不均勻又不穩(wěn)定。推力只要出一點問題,后果都會很嚴重。

至于同時引爆多個核彈,很困難,因為幾km的距離下,核彈容易互相干擾。

但還有一個問題,核彈是進入引爆位的,個人想來想去,最后一個核彈從側(cè)面走肯定來不及(除非核彈有大腦的一半速度,這顯然不可能),這樣輻射不均勻。所以只能是中間開個小洞,這樣最后一次起爆仍然有容錯。地木距離查得為2100光秒,所以有誤差是可以調(diào)整的,這種調(diào)整的距離就是為了核彈入洞(原文12)。

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最后,個人認為這個計劃的失敗其實并不意外,這樣一個又大又輕的物體,在強大的沖擊與無數(shù)個細節(jié)面前,沒有出現(xiàn)意外才是不正常的。(美國巔峰時期還不小心損失了倆航天飛機)。

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引用原文:

1“目前最可能被利用的資源,我想是核武器,在沒有技術(shù)突破的情況下,那是人類可能投放到太空的最大能量體。想象有這樣一艘飛船或探測器,帶有一個面積巨大的輻射帆,就是類似于太陽帆的那種能被輻射推動的薄膜;在輻射帆的后面不遠處,以一定的時間間隔連續(xù)產(chǎn)生核爆炸……”

2“飛船只是由帆和探測器組成,輕得像一片羽毛,很容易被核爆炸的輻射加速?!?/span>
程心從身后的飲水機旁拿過一打紙杯,把它們一個個在桌面上按等距離放置好,3“核彈分布在飛船的最初一小段航線上,預(yù)先用傳統(tǒng)的推進方式發(fā)射到那里?!彼弥恢ЧP沿那排杯子移動,“飛船在經(jīng)過每一顆核彈的一瞬間,核彈在帆后爆炸,產(chǎn)生推進力?!?/span>

4“我們可以把這種方式叫航線推進,這段航線叫推進航段,它只占整條航線中極小的一部分,以一千顆推進核彈估算,可以分布在從地球到木星的五個天文單位上,甚至更短,把推進航段壓縮到火星軌道以內(nèi),以目前的技術(shù),這是可以做到的?!?/span>

5方案的第一步是把大量核彈送入地球軌道,運載工具是現(xiàn)成的,用在役的洲際導(dǎo)彈即可,美國的“和平衛(wèi)士”、俄羅斯的“白楊”和中國的“東風(fēng)”,都可以直接把核彈送入近地軌道,甚至中程彈道導(dǎo)彈加上助推火箭都能做到這一點。比起危機出現(xiàn)后達成的大規(guī)模削減核武器協(xié)議的方案——在地面把導(dǎo)彈和核彈頭拆解銷毀,這個方法成本要低得多。

6?pia很快收到了來自美、中、俄和歐洲航天局的四份初步可行性研究報告,結(jié)果十分接近。首先是一個小小的好消息:輻射帆的面積可以大大減小,只需二十五平方千米,加上材料的進一步優(yōu)化,其質(zhì)量可減至二十公斤。然后是一個大大的壞消息:要想達到pia要求的百分之一光速,探測器的整體質(zhì)量要減到計劃中的五分之一,也就是兩百公斤,去掉帆的質(zhì)量,留給探測和通信裝置的只有一百八十公斤了。

7“nasa已經(jīng)完成兩次太空小型核爆炸推力試驗,結(jié)果就在這份報告里,要想達到額定速度,飛行器的整體質(zhì)量仍大得離譜,要再降低,降到現(xiàn)在的十分之一,十分之一!也就是說只剩十公斤了!他們甚至還送來了好消息,說輻射帆可以降到十公斤,有效載荷嘛,他們很慈悲地說可以有半公斤,但不能再多了,因為載荷的增加必然導(dǎo)致帆索加粗,載荷增加一克,帆索就增加三克,使得達到光速百分之一成為不可能。所以我們只有半公斤,啊哈哈,半公斤!真如我們的天使所說:像羽毛一樣輕。”
8每枚核彈必須在輻射帆剛剛飛越它時起爆,距離由三千米至十千米不等,依核彈的爆炸當(dāng)量而定。隨著帆的速度增加,所需的控制精度越來越高,但即使帆的速度達到光速的百分之一,控制精度也在納秒級以上,以當(dāng)時的技術(shù),經(jīng)過努力還是可以做到的。
9?飛行器本身沒有任何動力,它的航行方向完全由核彈的爆炸位置進行控制,航線上的每枚核彈都帶有位置控制發(fā)動機,在帆到來之前精確定位,在交錯時兩者相距只有幾百米,調(diào)整這個距離就可使爆炸推力與帆形成不同的角度,進而控制飛行器的航向。
10行器看起來像一個沿航行方向橫放的巨大的降落傘,按當(dāng)量不同,核爆在傘后三千米至十千米處發(fā)生。為避免核爆輻射對太空艙的影響,帆索很長,使太空艙盡量向后靠,這個距離長達五百千米,太空艙表面由蒸發(fā)降溫材料覆蓋,在每次核爆中不斷蒸發(fā),在降溫的同時不斷降低自身重量。
首批將發(fā)射三十枚導(dǎo)彈,將三百顆核彈頭送入地球軌道,它們的當(dāng)量從五十萬到二百五十萬噸級不等
11那面九點三公斤重的巨帆,用四根五百千米長的蛛絲拖曳著那個直徑僅四十五厘米的球形艙,艙的表面覆蓋著蒸發(fā)散熱層,起航時的質(zhì)量為八百五十克,加速段結(jié)束時減為五百一十克。
12加速航段從地球延伸至木星軌道,在這段航程上已經(jīng)預(yù)先布設(shè)了一千零四枚各種當(dāng)量的核彈,有三分之二是裂變核彈,其余是氫彈。它們就像是一串太空地雷,階梯飛行器的加速過程就是依次觸發(fā)這些核地雷的過程。除此之外,還有數(shù)量眾多的探測器巡行在加速航段上,以監(jiān)測階梯飛行器的航向和速度,及時調(diào)整下一枚核彈的位置。核爆炸的閃光以一定的間隔不斷地在巨帆后面亮起,像搏動的心臟,輻射的颶風(fēng)強勁地推動著這片輕盈的羽毛。當(dāng)接近木星軌道的第九百九十七枚核彈爆炸時,監(jiān)測表明飛行器已經(jīng)達到了預(yù)定速度:光速的百分之一。


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