2015年12月11日 星期五

星際旅行的可能性


也許未來太空船可以藉由蒐集星際物質裡面的氫,用來作為核融合的材料來探索銀河系

假設太空船有10公里平方的搜集網(10km*10km = 10^4m * 10^4m = 10^6 cm * 10^6 cm = 10^12 cm),每前進一公里(1km = 10^3 m = 10^5 cm),就可以掃過10^17 cm^3空間。也就是說前進6百萬公里(6 * 10^6 km)就可以掃過6*10^23立方公分的空間。


由此連結可以知道星際空間每立方公分可以含有1到10^6個氫分子。也就是說最差的情況是,每飛行6百萬公里,可以蒐集到一莫耳的氫分子。


一莫耳的氫分子是2公克,如果用核融合,最少可以產生10^12J的能量(參考成大物理的連結)。目前最快的人造飛行物體是航海家一號, 17km/s, 也就是說每四天(6,000,000 km / 17km/s ~= 352,941s ~= 4 days)就能夠飛行六百萬公里,等同於每四天蒐集到一莫耳的氫分子,用在核融合上面產生10^12J。因此,透過使用蒐集到的氫經過核融合產生的能量,可以使引擎的功率到達百萬瓦(10^12J / (86400*4)s ~= 3*10^6 J/s = 3*10^6 Watt),看來也許不只能夠維持17km/s的速度,還可以不斷地幫太空船加速。

結論是,未來的太空船只要有個很大的喇叭嘴搜集路徑上面的的氫,用核融合產生能量,用光子雷射推進器產生推力,就可以不斷地做星際航行。以上的方式說明了最少是幾百年起跳的星球間航行其實是有可能的。



沒有留言:

張貼留言