人类有可能飞出太阳系吗?

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Homia

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感谢@钟铭聊科学 与@星辰大海路上的种花家 邀请,这是一个有趣的问题。

人类是否可以飞出太阳系?未来当然可以!不过这将是一个非常遥远的未来,你我都看不到。不仅如此,甚至你我的孙子的孙子的孙子可能都看不到这一壮举。同时,人类要想完成这一壮举还需要满足许多苛刻的条件。

太阳系有多大?

要想知道咱们能不能飞出太阳系,这是第一个需要了解的问题:它到底有多大?

地球距离太阳最近的时候(近日点)大约是1.47亿公里,最远的时候(远日点)约1.52亿公里,平均轨道半径(半长轴)约1.496亿公里,我们将地球与太阳之间的平均距离1.496亿公里规定为1个天文单位(AU)。这对于人类来说是一个非常遥远的距离,但对于太阳系来说它并不算什么,因为太阳系外围奥尔特云外边缘距离约为100000AU,而太阳的引力场范围大约是2光年(125000AU)!摆脱了太阳的引力才算是真正飞出了太阳系。

(太阳系的范围)

人类的“足迹”到了哪里?

1977年9月5日,NASA发射了一颗深空探测器“旅行者1号”,经过长达42年的飞行,它现在已经到达了距离地球220亿公里的地方,如果换算成天文单位,大约是147.347AU。

旅行者1号以16.9公里/秒的高速航行,它是人类到目前为止速度最快的航空器,并且早在2012年就穿越了日球层来到了充满星际介质的空间,但它距到达太阳系的奥尔特云理论上的内边缘至少还需要300年时间,而穿越奥尔特云则是4万年以后的事了。

(地球很小,太阳系很大)

旅行者1号和2号都是无人探测器,它们依靠核电池供电,或许可以飞得远一些。人类航天员目前为止最远只到过距离地球36万公里的月球表面,更多的时间,我们的宇航员仅在距离地面400公里的国际空间站里活动。富豪们一掷万金,希望飞到高度仅100公里的临近空间窥视地平线。

(国际空间站轨道距地面仅400公里)

人类从事太空旅行的难点究竟在哪里?

上世纪60年代末至70年代初,为了与苏联进行太空争霸,美国倾全国之力开启阿波罗计划,先后6次将12名宇航员送上月球(有些人质疑这一点),之后便偃旗息鼓,给世人留下诸多谜团。其后包括美国和苏联在内的所有国家都没有能力将宇航员送到更远的太空。

载人航天是一项技术极复杂耗资极巨大的系统性科学工程,人们不仅需要研究和攻克一系列技术难题,还需要极其庞大的资金投入。我们为什么要飞出太阳系?到太阳系外做什么?为什么要派人去而不是送探测器去?这些都是必须回答的问题。

(阿波罗11号乘组在地面模拟训练)

当人类认为确有必要将人送上太空,或是去寻找一个新的家园。接下来要解决的问题是确定目的地、花多长时间、送多少人去,以及如何确保这些人能安全到达。这很重要,因为人不是机器,机器可以设定休眠定时唤醒,人是否可以?人维持生命所需要的空气、水、食物以及药品等等生命保障系统,这一切机器都不需要,未来的飞船需要携带多少物资、需要多大的空间来供宇航员们生存?在数万年甚至数十万年的太空旅行中,人如何生存繁衍?这些基础问题都需要解决。

(空间站货仓,堆满了食物、水和生活物品)

人类飞出太阳系,进行太空旅行需要具备哪些条件?

确定目标

我们为什么要从事星际旅行?我们飞出太阳系的目的是什么?如果只是进行太空探索,看看太阳系之外到底有什么,就大可不必派人去,像旅行者1号、2号那样,未来发射一些更强大的无人探测器完全可以达到目的。所以宇航员飞出太阳系的目的只能是进行星际移民,到太阳系之外创造一个新家园、播撒人类文明的种子。

距离太阳系4.2光年外的比邻星b并不是个好去处,因为比邻星是个脾气暴躁的红矮星。更适合人类居住的地方或许是距离太阳系12光年的天仓五(Tau Ceti),目前已知它的大小与太阳相当,有5颗行星,并且其中有2颗处于宜居区内,这里或许是我们更好的归宿。

(天仓5距我们约12光年)

打造飞船

这种飞船也许只在科幻电影里才会出现,因为需要保障若干名宇航员至少数千年的生存与繁衍,所以它至少需要像一座太空城市一样庞大。它也许有500米宽、1000米长,质量超过1000万吨。建造如此巨大的飞船对于今天的人们来说是不可想象的,或许几千年后我们的后代可以做到。

惊人的速度

为了能够尽量缩短太空旅行的时间,飞船需要极快的速度,甚至达到光速的1%(3000公里/秒),这是一个极其惊人的速度。旅行者1号目前的速度是16.9公里/秒,它是通过木星及其它行星的重力辅助(引力弹弓)效应才达到如此快的速度。为了获得更快的速度,缩短飞行时间,825.5千克的旅行者1号需要尽量靠近木星,通过木星的引力作用将它弹射到深空。

(旅行者1号通过木星和土星的引力弹弓获得加速)

旅行者1号能做到的事,我们未来的飞船做不到,它太庞大,任何行星引力的潮汐作用都可以将它撕扯成碎片,更不用说飞船里活生生的宇航员了。星际旅行的飞船需要与行星保持一定的距离,这是飞船的洛希极限。

(旅行者1号引力弹弓)

庞大的能源需求

星际旅行无法依赖太阳能,深空是一个暗淡无光且极度寒冷的地方,所有的飞行器都需要自带电源来为设备进行供电。

旅行者1号、2号各自携带了3组放射性同位素热电发生器(RTG),它们可以在发射初期为航天器提供约470W的电能。因为核电池都具有半衰期,所以电池输出的电能会随着时间的流逝一点点减少。

为了满足太空飞船巨大的能源需求,未来太空旅行需要强大的核聚变发电系统,这或许不是问题。问题是在高速飞行的全程中,能源是得不到补给的,所有的燃料都必须随船携带。同样得不到补给的还有全船人一切的生活所需。

将1吨的物质加速到光速的1%至少需要消耗12.5太瓦小时的能量,10000万吨的飞船需要1.25亿太瓦小时,这大约相当于目前全球年能源消耗量的1000倍。

防护盾

太空旅行充满风险。这里不仅有强烈的太阳辐射、宇宙射线,还有细小的尘埃。较大的碎片极少见,但它们却更具有破坏性,要知道不仅在柯伊伯带有数以亿计的小行星和撞击碎片,在奥尔特云中的冰粒和小天体更是难以计数。它们中的绝大多数都不可探测,但其中任何一个小碎片撞击飞船都将造成灾难性的后果。

(和平号空间站的一个舱段遭到撞击)

为了保证人员和飞船本身的安全,同时又不牺牲飞行速度,未来的星际飞船需要安装先进的防护系统,它不仅可以阻止宇宙射线损害人员健康、破坏电子设备,还要能抵挡强烈的意外撞击。

生命的繁衍与健康保障

人的生存不仅需要水、空气、食物和空间,还需要一套极其复杂的生命保障系统。在飞出太阳系的漫长旅行过程中,人类生存和繁衍的条件比地球上要更为苛刻,失去重力不仅将带来一系列健康问题,使我们的机体退化,狭小的空间还会造成严重的心理障碍,这一切都需要加以解决,而解决这一切同时意味着极高昂的成本。

(国际空间站希望通过男女搭配来缓解宇航员的身心压力)

总结:

我们的太阳系在浩瀚银河中不过是微不足道的一个小光点,但对于人类来说它却是极其巨大。

旅行者1号深空探测器花了42年时间才刚刚飞出日光层,理论上它还需要4万年才能飞出太阳系,未来人类要想进行深空旅行无疑是一项遥远而艰巨的任务。

在太空中旅行将需要获得水、食物、空间、人、建筑材料、能源、运输、通讯、生命支持、模拟重力和辐射防护等等,所有的这一切都需要装进一个庞大的宇宙飞船里,建设这样一个飞船不仅需要极先进的技术,还需要极庞大的资本投资。

总之,它是一艘未来之船,我们所能做的是幻想一下。

幻想很容易,不是吗?

九月十一日

九月十一日

如何才能飞出太阳?

飞出太阳系并不是做不到,只是带上人还做不到。实际上,科学家就曾经发射过探测器,比如:旅行者1号和旅行者2号,它们的使命就是太阳系。

那如何才能飞出太阳系呢?

实际上,我们只要速度够快就行。这个问题,我们可以从牛顿的思想实验来思考。假设地球上有个理想的大炮。这时候向外开炮,炮弹其实会打出一个抛物线。

但我们要知道,地面其实并不是完全平的,实际上应该是曲面,只是曲率小到我们感觉是平的而已。

所以,其实地面是有向下的趋势的。如果我们让这个大炮继续开炮,这时候让炮弹的速度达到7.9km/s,这个时候,地面向下的量就和炮弹向下的量是相同的,炮弹也就成了一个卫星了,可以绕着地球转。

如果我把继续让炮弹的速度增加,达到11.2km/s以上,这时候炮弹就可以飞出去,摆脱地球引力的束缚。

如果还是在地球上开炮,让炮弹的速度达到16.7km/s,那这时候,炮弹甚至可以摆脱太阳引力的束缚,飞出太阳系。

因此,从地球飞出太阳系,至少要具备16.7km/s的速度,如果加上木星的引力弹弓效应,其实要达到这个速度还是有希望的。比如:旅行者号都是利用木星来给加速来实现飞出太阳系。

但即使是这样,人类依然做不到飞出太阳系。那具体是什么原因呢?

人类为什么飞不出太阳系?

实际上,飞不出太阳系的原因有很多,存在着各种客观因素,我们就来说最核心的一个问题:距离远离。

星际旅行就如长途旅行,因为天体之间的距离实在太阳太遥远了。我们要知道旅行者号可是在上世纪70年代就发射了,而它们现在才到了太阳系的边界而已,这可是整整40多年过去了。而我们要星际旅行主要途径一些补给站,否则,哪怕是准备一个人40年的饮用水和饮食,这个飞船都带不走。在太阳系来建立补给站还好。但是一旦出了太阳系,就会进入一片真空区域,前不着村,后不着店。到那时候,如果选择不回来,继续飞行,那最近的补给站都得到比邻星。这距离太阳系大概要4光年左右。

如果以第三宇宙速度也就是16.7km/s,要想到达比邻星至少都要7万年以上。也就是说,出了太阳系,要到下一个补给站至少要7万年的时间。这已经不是食物和饮用水够不够的问题了,这都远远超过一个人的寿命了。如果一个人的寿命按照100岁来说,那一个人要花700辈子才能飞到那边。

如此的距离,使得我们不能不把非常做得比航空母舰还要大得多,不仅要配备充足的食物和饮用水,同时带上足够多的人去,并且要在飞船上构建一个人类社会,这非常类似于年初非常火的那部电影《流浪地球》。

但是,如果这么多,就又会带来另外一个问题,那就是如何让如此巨大的飞船达到宇宙第三速度?按照目前人类的技术,我们根本做不到这一点。因此,由于星际旅行之间的距离实在太远太远,直接导致载人飞出太阳系的可能性几乎是不可能的。也有人为,正是因为整个原因,我们才找不到外星人,而外星人也找不到我们。

如果飞出太阳应该具备什么条件?

从上文的讲述中,你也应该发现了,其实最难克服的是距离。因此,我们得具备让飞船可以达到相当快的速度,越是接近光速越好,但是根据相对论,速度越快,质量就会远大,要再加速就越困难。因此,需要极为强大的推进装置,可能可控核聚变都还只是一个起步,毕竟这个转化率不到1%。或许,如果未来可以利用正反物质湮灭来提供能量,那可能可以做到超强大的推力装置。但这还远远不够,还得能设计出足够扛造的飞船,能够承受住在如此高速之下还不散架才行。当然,以上我们还没有考虑到人是否能够承受得住。

所以,我们会发现,这种项目其实是一个系统工程,不只是一方面搞定了就可以,而是要注意各个方面。对于如今登月都不太容易的科学技术来说,要做到这一点真的是不太现实。

洛夭夭

洛夭夭

对于人类有可能飞出太阳系吗之话题,我个人观点认为,人类是不可能飞出太阳系的情况。为什么会这样说呢?因为,原因主要来自于如下三个方面:

其一,宇宙是由数之不尽的恒星及其恒星系所构成的。每个恒星系都是一个独立性的物质周期循环运动的单元实体,犹如宇宙的一个个细胞而独立存在,每个恒星系都能实现本星系物质周期的无限循环运动,实现恒星及其恒星系无限循环的再生,共同来支撑着无边无际无穷无尽宇宙的恒存。

其二,宇宙数之不尽的恒星系,是由宇宙之网所隔离。数之不尽的恒星系屹立在宇宙无限的自然空间,恒星系与恒星系边缘之间,受恒星磁场之同性磁性的影响,会产生同性相斥的磁性现象,会使浩瀚宇宙所有恒星系的边缘之间,形成了呈网状的无尽的缓冲带物理现象,包裹着所有恒星系的外围空间,隔离着每一个恒星系,是宇宙暗物质和暗能量高速度运行的专属网状通道,这条无尽的宇宙通道天体的自然形成,可统称之为:宇宙之网天体现象(即是所谓的“黑洞”现象)。由于每个恒星系中的恒星都有自转运动现象,会牵引着其巨大磁场都进行着同向运动,其星系边缘的磁性运动速度是最快的情况,导致宇宙之网天体之对流和旋涡运动速度超快的自然现象,因而,任何物体一旦进入并会消失得无影无踪,无法穿越。

其三,每个恒星系都是由一颗巨大质量的恒星所掌控。恒星磁场的覆盖范围,就是恒星系的太空间范围,在恒星(太阳)磁场涉足的太空间范围内,是可以通过电磁波发送与接收信号的手段,指挥和控制飞行器到达预定的太空间目标,但一旦超出于恒星(太阳)磁场涉及的范围,飞行器接收的电磁波将会自动屏蔽,完全失去了指挥的控制能力,像是无头苍蝇一样,而使飞行器消失得无影无踪。

鉴于上述三方面原因,因此,我认为,人类是不可能飞出太阳系的情况。不知这样的回答是否准确?!如读者阅后觉得我说的有道理,希给个点赞并关注我,欢迎各位加入相关讨论和学习。宇明于东莞市。(注:原创作品,版权所有,抄袭必究。)



不死的小强

不死的小强

首先今小型无人飞船,以能达到宇宙第三速度每秒16.7千米,这个速度只能适合无人星际探索,若这个速度载人星际旅行探索,人的寿命二代人的寿命也飞不出太阳系。

人类在没有解决永动机之前,超级耐疲劳材料之前,超光速通讯之前,就是核动力宇宙飞船,也不能跨越光年以上的星际旅行探索,为什么呢?几千年上万年以上的宇宙飞行,首先是燃料要备很多,发动机的耐高温耐疲劳必须要解决,生活物资需要很多,还需要配备很多专业技术专家,(因为飞船一飞出了通讯每秒的极限距离,每秒30万公里,飞船上的事只能自己解决了,若通过通讯来与地面来联系排除故障,因一去一来的信息需要很长的吋间,这吋飞船可能以毁灭了。)为了保障星际旅行的生活物质自供,宇宙飞船还必须有一套自循环生态空间系统,可以种植粮食蔬菜水果等日常生活物资,所以宇宙飞船相当要设计得很大,这就需要更大的动力,需要更多的燃料。

载人星际探索有探索的目标吗?需要花代人的星际探索,宇宙飞船在超出了光年之后,就在也不能与地球现场联系了,基实宇宙飞船星际探索就是一次单程的旅行,探索的信息发回地球都是几百年后,上千年上万年后了,这在通讯没有突破光速,能达到每秒光年的速度,这类星际穿越旅行有实际意义吗?其实更本没有。

︶ぅ烟、吸痛了心

︶ぅ烟、吸痛了心

对于这个问题,“人类有能力、并一定会飞出太阳系”的回答有很多,都是从乐观的角度去观察的,很有道理。而我最近却有了些新的看法。作为无人飞行器,的确很有可能飞出太阳系,但是,人类真的可以做到么?对此,我表示悲观。

01太阳系有多大?

说来好笑,随着科技进步,太阳系的大小不断被增加,并没有确定大小。

截至2019年10月(哈哈):

太阳系包括一个恒星:太阳、8个行星、近500个卫星和至少120万个小行星,还有一些矮行星和彗星。

若以海王星轨道作为太阳系边界,则太阳系直径为60个天文单位。若以日球层为界,则太阳系直径可达100个天文单位(最薄处)。若以奥尔特云为界,则太阳系直径有20万天文单位!

所谓“天文单位”指的就是地球到太阳的距离,约1.5亿千米,等于8分钟的光程。

太阳系直径若按20万个天文单位算,大约有30万亿千米,也就是约3光年,半径则约1.5光年。

02如果说无人飞行器,的确可能飞出太阳系

人类目前发射的、到达最远的飞行器是旅行者1号,它已经飞行了40多年,离地球200多亿公里了,但是若要飞出太阳系,还需要约2万年。当然,前提是它不会因为意外而改变方向或是被摧毁。

总体来说,无人飞行器,还是有很大概率能够飞出太阳系,不过我们要等待久一点,耐心一点。

03人类呢?真的可以么?

旅行者号带着渺茫的希望,再经过万年的飞行,就可以离开太阳系。而我们人类呢?真的可以么?

原谅我如此悲观。

人类的科技在不断的发展,自身的能力在不断的增长,自我毁灭的能力也在不断的增长。科技爆炸,带来的可能是文明的毁灭。

人类在作死的路上真是:1万年,太久,只争朝夕!

即使不使用核武器,人类也已经拥有自我毁灭的能力。而且造成这种可能性的原因,正在不断地增多,比如全球最大的核大国那位“特不靠谱”的领导者,比如日益破坏的环境和贫富差距,比如新的疾病。

从费米悖论看人类文明发展的前景

著名的费米悖论,是关于外星人的一个悖论。

从理论上讲,人类能用100万年(甚至更少)的时间飞往银河系任何一个星球,那么,外星人只要比人类早进化100万年,现在就应该来到地球了。
宇宙已经存在200亿年了,这种情况是必然发生的。

但是,为什么人类还没看到外星人?

其原因是:在能力达到一定高值时,文明就会灭亡!

我们人类连太阳系都没有走出去,我们今天还没有在太阳系内的任何一个其他天体上定居,我们已经快“玩完儿”了。

我们还没走出太阳系,就已经高度危机,可能即将遭受比如核战争之类的灭顶之灾。

我们可以推想,任何其他高等的、智慧的文明,一定还没发展到进行恒星际交流的水平就会灭亡了。

所以,答案昭然若揭了——

人类并不能到达太阳系之外!宇宙中没有哪个文明能发展到恒星际移民的水平!现在没有——所以证明——以后也不会有!

诸位可能有生之年不会看到最后的答案。我是宇宙物理学,这就是我的回答。

张帆 Lorraine

张帆 Lorraine

我还是比较乐观的。感谢现代物理已经证实了高速运动的物体会有时间膨胀效应,即飞机上的原子钟比地面上的慢一丢丢,以及定位卫星需要把自己的频率调慢才能和地面同步。

所以今后我们如果进行长时间的高速太空旅行,飞船里的人不会感受到过去很久,甚至感觉在短时间内就到达了很远的其他星系。只不过飞船里的人要和地球上的家人永别了,当飞船加速离开之后,地球上的时间对于飞船里的人来说会过得飞快。

实现这样旅行的前提是人类有了更高级的能源。按照现在火箭的推进方式,永远无法达到太快的速度。

比如我们要加速到光速的1%,那么需要多少的液氢液氧燃料呢?如果载荷飞船重量为10吨,燃料比冲450,那么计算得火箭燃料需要3x10^299kg。我没算错,就是这个数字,还没考虑质量增加。

地球的质量只有6x10^24kg,银河系的质量才4x10^41kg。甚至已知宇宙的质量相对于我们火箭质量简直相当于零。

那么慢一点,加速到光速的万分之一,需要火箭燃料大概为9x10^6kg,也就是9000吨就够了。但是这样完全不足以让人类在有生之年到达其他星系。

所以,人类不能以目前的推进方式前往其他星系,但是如果有了更高级的能源和推进方式,还是有希望的。

jackomiss

jackomiss

未来是不可预测的,但按照目前的趋势来说,飞出太阳系很有可能,并且不会太远,可能一个世纪左右就能达到,甚至更短。

技术爆炸是最大的动力,到了发展后期,各项科学技术的进步将是无穷无尽的加速状态(大部分情况是),而且人类社会的福利制度将会无尽的拔高,要想知道一百年后人类社会的日子怎么样想想一百年前咱们的生活和现在的比较就清楚了。

但是一个文明的命运就像一个人的命运,是变幻莫测的。

假如未来爆发核战争,人类社会倒退回农业时代,那飞出太阳系就遥遥无期了,所以飞出太阳系的前提必须是和平。

但是有一种情况例外,就像全地球遭遇了外星文明的威胁,开始不计代价的发展科技,那么飞出太阳系就更加可期了。

未来是不可捉摸的,神秘又美丽的……

吴阿吴小璇

吴阿吴小璇

从目前的人类航天科技水平来看,没有任何飞出太阳系的可能性。美国在1977年发射的旅行者一号飞船有可能飞出太阳系,目标也是飞出太阳系,但那只是理论上的分析,实际情况可能出现变数。

目前旅行者一号已经飞行了42年,距离地球大约220亿公里,这看起来是一个很远的距离,在在宇宙的尺度,旅行者一号飞的太慢了。220亿公里也只不过20光时左右,也就是光速飞行20小时的距离!

2012年美国航天局曾经宣布旅行者一号已经飞出了太阳系,但事实上远不是这样,太阳系的范围远不仅仅是到冥王星外围的柯伊伯带,而是延伸到奥尔特云,最远处距离地球大约一光年。以旅行者一号飞船目前速度约17公里/秒计算,还需要上万年的时间才能飞出太阳系,而且是被动的飞出,没有任何目的性,也不受人类控制。

能够看出,速度是能否飞出太阳系的关键!而目前人类所用的传统化学能源因其本身效率很低,很难在速度上有一个质的飞跃。如今发射卫星和飞船的火箭结构中,大部分质量都是燃料,这是极大的“浪费”,燃料越多意味着能够被人类使用的部分越少。

所以,要想飞出太阳系,传统的化学能源是绝对行不通的,事实上如果使用传统化学能源,到达火星基本上就是极限了,要想达到更远的木星土星等(载人到达)必须使用更高效的能源。

比如可控核聚变,反物质能源等。而可控核聚变是距离我们最近的能源,我国去年实现的高达1亿度的“人造太阳”就是向可控核聚变迈出的坚实一步!理论上可控核聚变最高可达到10%光速的速度,如此速度飞出太阳系只需要10年时间,起码在人类寿命中是可行的。

速度是飞出太阳系的基础,但仅仅有速度也不行,安全和食物供给也是必须的!外太空远不像地球,那里有致命的宇宙射线!食物供给相对比较好解决,用“人体冷冻”技术可以让人类在“冬眠”状态下度过漫长时间。

静安小霸王

静安小霸王

人类是地球唯一的智慧生命,虽然在地球上出现的时间有点短暂,但是人类的科学文明发展却是日新月异。

以前人类认为地球就是全部,随着科技的发展,现在人类不仅了解了太阳系,甚至对银河系也有所了解。

在1977年,NASA发射了著名的探测器——旅行者一号,并且在2012年宣布旅行者一号到达太阳系边缘。

人类科技如此发达,感觉飞出太阳系应该不会那么遥远,那人类可以飞出太阳系吗?


事实上,旅行者一号并没有完全飞出太阳系,说其飞出了太阳系是由于旅行者一号已经飞离了太阳风的作用范围,但是离真正太阳系的边界还是有非常遥远的距离的。

什么叫飞出太阳系边界?

严格意义上,太阳系边界是指奥尔特星云,由目前的观测数据显示“奥尔特星云”是一片包裹着太阳系的球体星云,主要由冰质天体组成。奥尔星云的半径约为一光年,这也就是说,只要飞出这一光年就可以飞出太阳系了。


那人类可以飞出太阳系吗?

一光年的距离估计听着不太遥远,那我们就拿旅行者一号来说,旅行者一号的速度目前是人类飞行器最快的一个了,而旅行者一号要飞出奥尔星云大约需要两万年的时间,这样一对比,我们会发现一光年的距离还是人类无法征服的。所以只能很遗憾的说,人类目前还是飞不出太阳系的。


人类为什么飞不出太阳系呢?

第一是科技的限制,其实人类目前的科学技术水平还不是足够成熟和稳定。如果未来人类真的飞出太阳系了,那么一旦在太空中出现任何的问题,我们是根本无法去解决的,那么在太空中等待的就只有死亡了,所以这其中的技术因素是无法忽略的原因;

第二是速度的问题,目前已知的太阳系边缘,而在柯伊伯带还存在着一个奥尔特星云。根据太阳引力的作用范围,可能太阳系的真实范围在两光年左右,而按照人类目前的速度,一光年都大概需要三万年的时间,但是人类的寿命不过百年,那么人类根本就没有办法真正的离开地球。


所以,要想飞出太阳系,最有效的办法就是继续发展,提高飞船技术,研制出更快更接近光速的飞船,这样才更有意义。

hugang

hugang

飞出太阳系,可以算做人类探索宇宙的一个小目标了吧。

但是,目前的科技距离这个小目标的实现还差的很远,太阳系已确认的边界是奥尔特云,这是个半径达到1光年的一个球状分布的小天体区域。那里存在着无数微小的天体,但也不排出有些大一点的,类似卫星级别的天体,甚至是矮行星,但是绝大部分应该都是小行星级别的微小天体,总的数量可达到万亿级别。

不过,这里依然非常空旷,即便我们到了这里,也很难撞上其中的一颗,因为这里的空间实在是太大了。

那么,以现在的水平,我们需要多长时间能飞出1光年的距离呢?目前最快的飞船差不多是每秒20千米左右的速度,这与当年的旅行者号基本是一个级别的,按照这个速度,大约需要1.6万年才可以飞出奥尔特云。

因此,如果想要在一代人的有生之年飞出太阳系,那么至少速度还要增加200倍,也就是达到每秒4000千米以上的速度,才有可能在100年内飞出太阳系。

目前,离子发动机理论上是可以达到这个速度的,但是距离实际应用还有较长的时间,也许在未来100年后人类可以应用这种发动机吧。因此,人类要实现宇宙旅行的小目标,还需要很长的时间呢。

小欣

小欣

有可能啊,不过是不知道多久后的未来。现在人类飞船速度太低了,飞出太阳系需要几万年,还没到呢人就老死了。飞出太阳系需要人类掌握更高效的能源。

现在人类的航天器是用化学能燃料燃烧产生的高温高压气体推进的,这种推进方式比较低效,火箭携带的燃料只能将飞船加速送入地球轨道达到第一第二宇宙速度,再高的速度就得靠飞船带的一点燃料和行星的引力加速,起主要加速作用的是引力弹弓效应,燃料只是在关键时候调节飞船,使飞船脱离行星的引力。那点燃料太少了,不足以持续燃烧用来加速飞船。有史以来人类制造的最快的飞行器也就是帕克太阳探测器,绕太阳飞行最快可以达到200km/s,但这个速度飞出太阳系也要几千年,人类的寿命、飞船可搭载的物资有限,人不是饿死就是老死。

要使飞船达到更高速度,靠化学能源是不行的,最好还是核能。目前看到了一些曙光,可控核聚变现在可以控制反应的时间越来越长了,尽管现在还只有可怜的一百多秒。由于直接质能转换获取能量,效率很高,可以携带更少的质量却能更长时间地提供动力,加上离子推进器(也需要庞大能源)等科幻的推进方式,就可以实现对飞船的长时间持续加速,只要能达到光速的10%就能出太阳系了,不过由于速度太快了,消耗的能量是很庞大的,用核能作为能源也得有一定规模。可能几百年内都没戏,人类只能在太阳系活动。

如果不靠核能,还是靠化学能的话,就只能降低探测器的体积,利用庞大能量将微型探测器加速到光速的10%以上,在一个人的一辈子里还是能够飞到比邻星的,例如霍金站台的“突破摄星计划”,不过不能载人。

波波的奶奶

波波的奶奶

个人觉得,星际旅行这是时间的问题。很多看似不可能的事情,人类正在一步步实现。飞上太空,登陆月球,这都是人类实现星际旅行的第一步。太空时代不过才开始几十年,如果继续发展下去,人类将有能力飞出太阳系,造访其他恒星系统。

不过,就目前而言,谈论载人星际旅行还为时过早。毕竟,我们现在就连太阳系中的其他行星都没有到过。而以目前航天器所能达到的每秒数十公里的飞行速度,飞到4.2光年之外的比邻星需要至少上万年的时间,这显然是不现实的。载人的星际旅行需要解决两大问题——燃料和生命保障系统。

人类星际旅行的第一步应该是发射一些无人星际探测器,它们的体型很小,可以被加速度很快的速度,这样能够在短时间内飞出太阳系。例如,NASA计划在载人登月100周年,即2069年,发射星际探测器,以最高速度光速的10%飞向比邻星所在的南门二三合星系统,飞行时间需要几十年。如果这项划如期进行,那么,该星际探测器将会在本世纪超过旅行者1号,成为首个真正飞出太阳系的人造物体。

由于无人探测器很小,可以在短时间内加速到很快的速度,但载人星际飞船十分庞大,无法在短时间内被迅速加速,而且人体也无法承受过大的加速度。最好的办法是利用1g的恒定加速度加速一半旅程,然后再以相同大小的加速度减速。对于飞船上的人来说,以这样的方法飞到比邻星只要3.5年的时间;而在地球上的人看来,飞到比邻星最快也要4.2年的时间,这样可以产生显著的时间膨胀效应。

按照当前科技的发展速度,如果想要真正实现载人星际旅行,可能还要再过上千年的时间,等到人类文明发展到所谓的II型文明。宇航之父齐奥尔科夫斯基相信人类最终能够征服银河系,他曾说过这么一句话:“地球是人类的摇篮,但我们不可能永远生活在摇篮之中。”

oscar

oscar

我们的地球以及整个太阳系,都包括在银河系内,走出去还真是件难办的事。据天体物理学的推演,太阳在演化晚年会变成一颗红巨星,在引力的作用下,太阳内核会快速坍缩,而太阳外层物质会因为内部核反应向外传播的热辐射推力而向外膨胀,膨胀后的太阳半径会吞噬地球轨道,但不会到达木星轨道。

因此地球迟早是不能住人的,人类必然要离开地球。那么人类可以去哪儿?地球跟随以太阳为核心的太阳系,在距离银河系中心约2.3万光年的地方,绕银河系中心做周期为2.5亿年的公转运动,这个速度相对于银河系尺度来说非常缓慢。

每一轮的周期就有2.5亿年,期间太阳系可能遭遇周期性的小行星撞击,也迫使人类必须搞出小行星拦截技术,以及在深空中飞行的能力。从目前看,走出太阳系还为时过早,因为太阳系的范围很大,理论上有一光年。人类要走出太阳系,可能还需要数千年的时间。如果能够走出太阳系,就具备了星际航行的能力,一旦有这方面的突破,前往其他行星系统就更加容易了。

如果人类能够延续数千数万年,走出太阳系是没有问题的。但要是人类自身无法延续下去,还谈什么走出太阳系。走出太阳系需要有发达的航天技术,现在我们的载人航天也仅仅到了月球,连火星都没有到,更不用说抵达冥王星或者冥王星之外了。

背包旅行琴子

背包旅行琴子

这是一个很有趣的问题。

很难,目前存在着飞得最远的飞行器!1977年9月5日发射的旅行者1号,再经过了35年的飞行之后,成为第一个穿越太阳圈并进入星际介质的宇宙飞船。截至2019年10月23日止,旅行者1号正处于离太阳211亿公里的距离。

所以人类能不能飞出太阳系,可以,但是不保证活着。而且一个人像囚笼一样困35年,他绝对会疯。

所以如果想让人类可以活着快速地飞出太阳系,只能提高航天器的速度。美国航天局局长吉姆·布里登斯廷日前表示,美国将研发下一代核热推进技术,利用核裂变反应产生的热能推进航天器进行深空探索。核动力发动机有望使航天器用3到4个月时间抵达火星!

而地球到火星最近距离约为5500万公里,最远距离则超过4亿公里。就算我们算成到最远距离只需要3-4个月,但是你知道地球到太阳系边缘有多远吗?

那地球到太阳边界是多远呢?现在比较多认同的是荷兰天文学家奥尔特提出的太阳系边界"云团"论。此论点认为在太阳系遥远的疆域有一片冰冷的"云团",这里孕育着1000亿颗长周期慧星。科学界把这个区域称作奥尔特云,认为这里是太阳引力最后束缚天体作圆周运动的地方,所以是太阳系的边界。

其距离太阳最近处在2,000~5,000天文单位(0.03~0.08光年),其距离太阳最近处在2,000~5,000天文单位(0.03~0.08光年),即使以0.03光年来算,1光年为9.46万亿公里,那就是0.2838万亿公里。人类目前的挑战点还是花费3-4个月到达火星,而飞出太阳系需要0.2838万亿公里,你想想需要多少年。



除非我们掌握空间跳跃技术,这是一种建立在弦理论的发展上,通过基于人工虫洞建造的宇宙弦,来实现超空间跳跃的技术。或者研发超光速飞船,墨西哥物理学家米格尔·阿库别瑞在1994年提出阿库别瑞引擎。这是一种理论上的机制,可以使宇宙飞船在周围形成的“曲速泡”中扭曲时空,从而进行超光速飞行 。

但是这样的想法还遥遥无期。人类在宇宙面前,真的很渺小,连蝼蚁都算不上!

竹星云

竹星云

我对人类未来有走出太阳系的能力丝毫不怀疑,但对人类能否真的走出太阳系比较怀疑。


问答上不是常问“美国旅行者号”的问题嘛,旅行者号已经飞离地球200多亿公里的距离。目前太阳系大小定义并不清楚,如果以奥尔特云为界,太阳系的半径是是1光年左右,虽然旅行者号目前只飞行了还不到1光天,但只要有足够的时间肯定能够脱离太阳系。像很多科幻电影中描述的那样,人类只要能够突破人体冷冻休眠技术,加上有足够的资金支持、依照人类已有航天技术,飞出太阳系其实并不是什么难事。


如果想要实现愉快的星际航行、甚至是星际移民,则需要人类突破高速太空飞行技术,把恒星间长距离(几光年、几十光年)旅行压缩到年量级的飞行才有希望,这种技术是人类目前的科技水平不能想象的。人类技术或许永远不能达到这么高效,但在几十年或者百年时间旅行1或几光年仍然是可以期待的。别忘了旅行者号是上个世纪六七十年代的产品,从人类科技发展来看人类科技在未来有一次或几次飞跃并不奇怪,所以我对人类未来有走出太阳系的能力丝毫不怀疑。


但我比较怀疑的人类是否会这么做。当人类有如此先进的星际航行技术,人工智能、机器人制造等技术肯定不在话下。人类应该已经制造出能够自我复制的机器人,他们代替了人类从事各种工农业及服务业生产,甚至已经在太空矿场为人类开采和冶炼各种金属、从小行星或者彗星为人类获取水源、为人类改造太阳系内的其他星球。人类基本也就没什么动力进行枯燥辛苦的星际航行了,或许最终飞出太阳系的就是人类制造的(或是人类制造的机器人制造的机器人)而不是具有肉体人类。

鱼鱼的蓝泡泡

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