一日游?火星旅行遭遇大提速

来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/04/27 13:56:08

在八维空间里,火星一日游简单、快乐
人类在未来能够造出一种极速太空船,可以在几分钟到达月球,飞抵火星只需2.5小时,而到达半人马阿尔法星也只需要80天,要知道这个星球距离地球有数十光年。——这种旅行听起来令人难以置信,但却有研究者认为,这完全可以成为现实。
因斯布鲁克大学的沃尔特·德雷舍和德国“HPCC-Space Gmbh”公司的首席科学家乔奇姆·霍伊舍一起提出了这一理论,俄罗斯科学院下属的理论与应用物理学会的副主任、莱蒙诺索夫莫斯科国立大学教授瓦迪姆·皮梅诺夫说:“德国的物理学家致力于研究由德国科学家巴克哈德·海姆(Burkhard Heim)提出的一个理论,这一理论是上世纪五十年代提出的。
海姆是一个富有才华的物理学家和哲学家,他是第一个思考用‘超发动机’(hyper-engine)进行太空飞行理论的人。”
八维空间里的绝妙旅行
“德国物理学家德莱舍拂去了笼罩在海姆的奇思妙想上的迷雾,同时又增加了两个新的维度,”派米诺夫教授说。“德莱舍对海姆-德莱舍8维空间进行了数学推算,加进了另外两种相互作用。”德莱舍的同事霍伊瑟和美国科学家约翰·凯尔文、俄罗斯院士尼科莱·科兹里夫都对此表示赞同。
他们认为,在高强度的圆形磁场中快速旋转的圆盘,能够把太空船推进到另外一种维度的空间中,在那里包括光速在内的物理常数具有不同的数值。这种装置还能够产生反重力的作用。凯尔文说:“我们不是在挑战现有的物理法则,而是在扩展我们对这些法则的认识。”派米诺夫说,“如果在几年前,学院派的学者们会对这样的理论表示极大的怀疑。如今情况发生了变化。”
美国极为重视德国科学家提出的设想,美国的国家实验室已开始建造一种跨越时空的时间机器。美国航空航天研究所公布过一份名单,就在航天探索方面作出杰出成就者给以奖励。德莱舍和霍伊瑟的“基于海姆量子理论的空间驱动方法”列在“未来的飞行技术”项下。根据美国《新科学家》杂志的介绍,这项研究的目的,是致力于使一个物体有可能进入另外一个被称为是平行的空间,或者叫做另一个宇宙,并且能够从那里返回。
时间机器的梦想,在美国正在初见雏形。美国的国家实验室桑迪亚正在建造一种“终极机器”。这台机器是世界上最强有力的磁场脉冲源和最强有力的伦琴射线发生器。莫斯科的理论物理和应用物理研究所也在做类似的实验。
把脚步迈向火星
1969年7月,阿波罗11号在月球着陆,人类第一次将自己的足迹留在了地球之外的星球。近四十年过去,科学家仍在继续努力,为了使人类的脚步迈得更远,他们将目光瞄向了近邻火星。
经过数万年人类繁衍,今天的地球已经不堪重负,日渐膨胀的人口压力、日益匮乏的资源压力都迫使人类必须尽快采取行动。寻找地球以外适合人类居住的星球是可能的解决途径之一,人类的星际探索或多或少都带着这样的目的。
作为距离地球最近的行星,火星理所当然成为人类优先探索的目标。火星表面有水和火山存在的迹象,与地球相似,这是导致生命起源的重要因素,因而引起了科学家们的关注。实际上,在过去的一个世纪中,各国政府、科幻作家、电影导演、新闻媒体乃至普通大众都对火星表现出了广泛而又持久的兴趣。
俄罗斯的2008:模拟火星旅行
登陆火星是人类的伟大梦想,俄罗斯也不例外。耗资1500万美元的“火星500”计划由俄罗斯航天局发起,“火星500”登陆火星模拟实验将于2008年在莫斯科启动,这标志着人类登陆火星的准备工作又向前迈进了一步。
“火星500”实验场坐落在距莫斯科市中心不远的俄罗斯科学院生物医药研究所内。六名从数千报名者中挑选的“机组人员”将在一个由金属制成、型如桶状的模拟太空船内度过近一年半的时光。俄罗斯航天局为招募志愿者开出的条件十分具体,包括年龄在20—50岁之间,大学毕业,会讲俄语和英语等。此外,医生、生物学家和工程师优先。应征报名者达数千人,来自世界各地。
模拟太空船共分5个小舱。6名模拟宇航员将经历一场全方位的“火星模拟旅行”。通过对太空飞行的高度模拟,科学家能够随时测量人体在模拟太空条件下的健康状况和生理反应,为未来的真正航行积累宝贵经验。
实验期间,6名模拟宇航员将主要居住在一间体积为150立方米的起居舱内,每人有自己的舱房,共用一个起居室和一个厨房。除起居舱外,模拟太空船还拥有生物医药舱和储物健身舱。一旦实验开始,除非遇到紧急情况,模拟宇航员必须始终住在舱内。考虑到未来真正登陆火星时,3名宇航员需要在火星表面居住1个月。
然而,真正登陆火星尚需时日。本次实验中,3名实验人员将居住在一间独立舱内。整部太空船除起居舱和浴室外都安装有摄像头,以便科学家们随时了舱内情况。在密闭的空间内连续生活近一年半,这对任何人来说都不是一件轻松的事,可能到最后激情全无。
欧洲的先锋:法国大厨研食谱
欧洲航天局计划于2033年执行火星探测任务,届时,宇航员将在太空飞行约两年,其中一年是待在火星上,这就需要特别的食品维持宇航员的生命。
专家预测,人类能够在火星上生产出大米、洋葱、西红柿、大豆、土豆、莴苣、菠菜、小麦和螺旋藻,因此欧洲航天局要求杜卡斯根据这九种原料研制出高级食品。
法国名厨阿兰·杜卡斯与欧洲航天局和法国国家空间研究中心签约,为火星旅行研制食谱。此后杜卡斯推出了11份菜肴,其中包括螺旋藻汤、火星面包、绿西红柿果酱以及土豆和西红柿油酥千层糕等。事实上,他制作的太空食品还没有进入太空“地球人”就已经喜欢不已了。2006年3月,摩纳哥王子艾伯特到北极探险时吃的就是“火星食品”。
20世纪的移民幻想:目的地是火星
火星是距地球最近的行星,这个红色星球曾让人类产生过无数幻想,移民火星的希望之火也从来没有熄灭。
由于目前火星和地球之间的距离最近,各种人造探测器只需七个月时间就能抵达目标附近,而此前这一旅行要耗费大约9到10个月之久。美国研制的火星探测机器人为人类向另外一个行星送出的最精密机器人。探测的目标之一就是确认这个红色星球上是否有足够的水来保证生命体的存在。此前的研究发现,火星上曾经存在过大量的水。在地球上,凡是有水的地方肯定就有生命体存在。现在,人们已经成功从地球上沸腾的温泉、南极冰川和黑暗的海底发现了多种生物。

目前仍在运行的“火星全球探勘者”探测器
在对火星探测方面,人类科技并非一帆风顺。1998年,由美国进行的两次火星探测计划都以失败而告终,其中一个实验装置在进入火星大气层时被烧坏。
美国的“勇气”与“机遇”
“勇气”号和“机遇”号是美国2004年发射的“双胞胎”火星车。它们的任务就是,“勇气”号和“机遇”号将在火星上探寻是否存在水的证据,而水是火星上存在生命的最基本条件。
计划科学家、康乃尔大学的斯奎莱斯说:“你可以把这两台火星车看做是两名野外地质学家。今天,火星表面寒冷、干燥和荒芜,是一个极其不适合生命存在的地方,但从轨道上,我们会看到干枯的河床和湖床,或许,那里还会有水。”
以下内容可以视为火星车的工作程序:飞行器进入火星大气,然后其时速从1.6万公里降低到时速1600公里。当飞行器处于火星表面上空130公里时,从中弹出带有降落伞的登陆器。降落伞下方吊着一台火箭发动机,发动机用20米长的系绳吊着用气袋包裹的登陆器。

弹射登陆器

降下登陆器

放出火星车
当登陆器离火星表面还有150米时,火箭发动机点燃产生后推力,它使登陆器能停留在15米的高度上。几秒钟后,系绳被割断,降落伞飞离,使登陆器自由落体到火星表面。用气袋包裹的登陆器将在火星表面上至少弹跳15次,才静止下来。传动器和传动装置能让登陆器的正面位置朝上,然后气袋放掉充气,登陆器像花卉开花一样被自动打开,显露出火星车。
火星车慢慢地打开太阳能电池板及其他部件。火星车每天可行驶40米,以寻找有趣的岩石。安装有6个车轮的机器人火星车具有机械臂,每个臂上装有显微镜、元素识别光谱仪及“岩石磨蚀工具”。岩石磨蚀工具可绘制局部地区矿物图。火星车每天下午向仍然在火星轨道上运行的飞行器发送二次数据。火星车以太阳能为动力在这个红色星球上行驶3—4个月。
现实技术:从6个月缩至40天
花五六个小时在拥挤的机舱内做一次跨洲旅行尚且可以忍受,但想一想美国太空总署的火星计划:从地球到火星单程就需要6个月,这对宇航员来说真是一趟枯燥痛苦的旅程。2004年,美国的科学家提出了一种等离子光束推进的思路,能把从地球到火星的单程飞行时间缩短到40多天。
缩短太空旅行时间是几代科学家的梦想。但从中国古代的先驱者利用火药尝试升空到现在,利用化学燃料作为推进能量的思路并没有改变。新的推进器思路如太空升降机、太空绳索、或反物质推进器已突破了传统思路,但这些技术还需要让太空飞行器自身携带一个推进器,推进器本身的负担始终不能忽略。

火星赤道南15度的“古谢夫环形山”

“勇气”号、“机遇”号的得名来自美国亚利桑那州9岁女孩索菲·科利斯
受到太阳风的启发,美国华盛顿大学空间研究所的主任罗伯特·温利和他的同事认为:太阳风是太阳发射出的高速等离子体,既然太阳风能对地球的磁场产生压力,那么它也能对飞行器本身产生的磁场产生压力(利用这种原理,美国行星学会已经研制出第一艘太阳帆船),而太阳风不可能人为控制,那么何不在太空中人工制造出类似太阳风的等离子体束呢?
温利的设想是这样的:飞行器中的特殊装置产生强大的磁场,同时飞行器也能产生等离子体,将等离子体发射进飞行器的磁场内,这样磁场可以扩大。另外,事先将一些安装有功率强大的等离子发生器的卫星发射至特定位置,并将等离子体束锁定到飞行器上,卫星发射的等离子体束就像太阳风一样推动飞行器高速前进。这有点像接力赛,飞行器像接力棒一样,在卫星之间传递,最终到达终点。
如果温利等人的设想能付诸实际的话,那么人类从火星往返一次仅需要90天,到太阳系边缘的无人飞行也将从40年缩短到10年左右。到那时,人类在太阳系内的旅行将是一件简单而充满乐趣的事情。