人类目前为什么无法飞出太阳系?飞出太阳系需要什么条件呢?
人类要想飞出太阳系,必须抛弃目前以化学物质快速燃烧产生推力的火箭,从根本上改变人类的能量获取方式,太阳系1光年的半径,指望化学燃烧产生的推力太低效了。
目前人类火箭可以说都是以“烧火”的方式产生动力,利用特殊设计的发动机,将氧化剂和燃料高速向外喷射,产生一定的动力将飞船送到地球轨道上,但是这样的推进方式太低效了,首先极大地增加了火箭的质量,800吨的火箭才能送十几吨设备到地球轨道上,火箭的大部分质量都被燃料占据了,尽管火箭携带的燃料和助燃剂都是数百吨,但却只能将飞船送到地球轨道、加速到第一第二宇宙速度,每秒都要烧掉很多燃料,无论是从火箭的运载能力还是从火箭燃料的燃烧来说,效率都是比较低的。
火箭携带的燃料少,难以将飞船加速到第三宇宙速度,飞船携带的燃料更少,只能通过引力弹弓效应类加速飞船,美国的旅行者1号、2号都是借助太阳系外侧巨行星才达到了第三宇宙速度,向着太阳系外侧飞去。但仅仅突破第三宇宙速度基本不可能飞出太阳系,第一人类对太阳系质量的测量未必十分准确,第二一光年的半径指望16.7公里每秒的速度飞,需要几万年才能飞出去,不管是人类的寿命还是可以制造的飞船体积都不能支撑这么远的飞行。想要跨恒星系统飞行,飞行器的飞行速度必须达到光速的10%及以上,就这也得好些年才能飞出去。
人类目前无法飞出太阳系,就是人类科技水平还远远不足,能量的运用方式还比较初级,人类必须掌握可控核聚变这种近似无限的能量产生方式,将人类的寿命极大提升后才是跨恒星系统旅行的时候。
太脑洞了啊,题主这个关于人类想要飞出太阳系的问题范围比较大,因为没有说清楚只是航天器飞出太阳系还是载人飞船飞出太阳系,那么在这里,小地就从这两个方面展开分析。
1、航天器为什么无法飞出太阳系,如果要飞出太阳系需要具备哪些条件?
我们都知道,太阳系的半径约为1光年,也就是约为9.5万亿千米,按照最快且飞离太阳最远的飞行器旅行者1号平均16.61千米/秒的飞行速度计算,需要飞行约18000多年,然而截止到今天,旅行者才遨游太空仅42年。1***7年旅行者1号探测器是在美国佛罗里达卡纳维拉尔角发射基地通过泰坦三号E半人马座火箭发射升空的,目前距离太阳约为220亿千米,速度v=22000000000/60*60*24*365*42≈16.61千米/秒。
目前世界各国所发射的航天器,都是通过火箭燃烧化学物质所产生的推力实现升空的,由于火箭的绝大部分质量是燃料的重量,一方面限制了火箭的起飞速度,同时也限制了有效载荷的质量,而即使有效载荷携带的同位素温差发电机,也有一定的寿命(旅行者1号或将于2020年前后因没有电能供应而像一只无头的苍蝇在星际之间遨游),因此仅靠化学能量转换来获取推力的航天器几乎是不可能飞出太阳系的。
但是,如果在未来的某一天,咱们人类如果能发明一种飞船,其速度可与超新星爆炸时向外抛散物质的速度一样达到30000千米每秒(约为十分之一光速),届时飞离太阳系仅需10年,这对于人类探索宇宙具有极大的意义。
2、载人航天器为何飞不出太阳系,如果要飞出太阳系又需要具备哪些条件?
1969年7月20日,美国宇航员阿姆斯特朗在成功登陆月球后说了"one ***all step for a man, one giant leap for mankind",意思是这是我迈出的一小步,却是人类迈出的一大步,然而截止到目前,人类的脚印也仅仅只是踩在了距地约38万千米之遥的月球,人类要想走出太阳系还任重道远。
在上文中,我们计算了现有技术条件下的非载人航天器飞出太阳系需要的理论时间约为18000多年,而对于载人航天器里的宇航员而言,则涉生老病死以及子子孙孙和孙孙子子的延续问题,否则就是就相当于送了一批“木乃伊”进入了太空,因为时间跨度实在是太长了,甚至超过了中国上下7000多年的辉煌历史。
同样,如果想要载人航天器飞出太阳系,其飞行速度则要超过十分之一光速甚至是二分之一还要多,这样才能减少宇航员在太阳系的穿越时间,毕竟送入太空还得返回地球。
目前人类为何无法飞出太阳系?
主要原因还是因为太阳系太大了。关于太阳系的边界,目前的主流观点是以奥尔特星云为边界,这么算来,太阳系的半径大约有一光年,也就是6万多天文单位(日地平均距离)。
还有就是,人类目前的飞行器的速度实在是太慢了。最快的人造飞行器已经达到第三宇宙速度,但却只有16.7千米每秒,相比于光速微不足道。要到达太阳系边缘,人类目前需要18000多年。
美国宇航局于上世纪70年代发射的两个旅行者号探测器,目前已经到达日球层顶了(太阳风与星际空间的边界),但这也只有120个天文单位,离太阳边缘还差得远呢。
离地球最近的恒星为比邻星,距离地球4.2光年,到达比邻星,以人类目前的技术大约需要7万多年。人类有文字记载的历史才5000年,近代科学才诞生不足500年。可能到下一个世纪,人类都不一定能够飞出太阳系。
飞出太阳系需要什么条件?
要想飞出太阳系,首先要在速度上有突破,其次人类还必须适应长期太空生活,能够建立完善的维生系统。
目前人类还使用的是传统的化学燃料推进的火箭,但能效比太低,携带很多燃料才能产生很小的推力。目前科学家们正在研发等离子推进器以及光帆技术。欧洲航天局目前已经成功发射了用等离子推进器进行推进的探测器。用太阳风作为动力的光帆目前还在研究之中,还有用激光进行推进的激光帆。这些都是用缓慢的推力进行加速的技术。
虫洞、曲速引擎等,都还属于科幻层面。反物质推进技术还能遥远,目前在地球上制造1g反物质都非常困难。最期待的还是核聚变技术,可以用很少的能源迅速的将宇宙飞船加速到很高的速度。人类虽然能够利用核裂变技术进行发电,核聚变技术也正在研发途中,但要想把它们真正应用在航天飞行当中,还有很多技术难关要攻克。
至于让人类适应太空,最快捷的办法可能就是改造基因了,但这也面临很多***问题。远距离太空航行,还需要带上重力,以及构建一个完整的生态圈,食物必须要自行生产。
以上纯属个人观点。如果大家有更多精彩见解,欢迎在评论区留言。本文由科学探索菌创作,未经授权请勿转载。部分图片来自网络。一名自然科学爱好者,欢迎关注。您的点赞就是对我最大的支持。
只能说以目前人类的技术水平还不能飞出太阳系。未来技术发展不可***,飞出太阳系只是时间问题。那么飞出太阳系需要哪些条件,目前阻碍人类飞出太阳系的主要问题是什么呢?
所谓飞出太阳系,当然不是仅仅飞出冥王星轨道,而是要进一步飞出柯伊伯带奥尔特云,至少可以到达比邻星系,完成恒星际航行。这个距离是4.2光年,大约40万亿公里。这样远的航行,目前主要障碍是能源和动力问题,其他都可以想办法解决。比如航天员寿命问题,借助冬眠技术轮流值班当然可以,那也需要大量的储备航天员,何况冬眠技术现在还没有实现。以现代的技术,只能***取太空繁殖后代的办法。我们可以限定比如十男十女,或者全用女性。为防止近亲繁殖,飞船上要提前携带人类冷冻受精卵,这个目前技术可以实现。这样女性生育的就都是没有血缘关系的后代了。当然要有计划的生育,总人口不超过三十到五十人。
燃料问题是大问题,以目前的化学燃料肯定不行。理论上只要持续给力,速度可以无限增大。但是持续给力需要消耗燃料,而这些燃料必须在地球上提前一次性备足。中途不能停下来补给,如果停下来就白加速了。况且中间则没有可以补给的落脚点。而一次性备足的话就是一个不小的量,无论体积质量都是巨大的。这同时就必须增加飞船的质量,而增加了质量就又得提高动力,提高动力就得多消耗燃料。这是一个不可能的死循环。就像我们驾驶一辆汽车在几万公里的大沙漠里前行,所有汽油得提前携带。携带这么多汽油又要增加动力,增加动力又要消耗汽油。
恒星际航行需要解决的就是这个燃料问题,要求能效高的燃料。即用很少的燃料就可以产生极大的动力。目前可以预测的是氢聚变燃料,氢聚变的能效当然比化学燃料高很多,但是跨星际航行的话还不够。未来可以实现的还有反物质技术,那个能效更高。
人类飞不出太阳系,这只是目前的情况。因为科学是发展的,尤其是近二百年来科学发展曰新月异,多少的不可能变成了现实,多少的想象也经实现,多少的科幻也走入了生活。科学的发展就是超越人的想象,把不可能变成了可能。如今,在全球都特别十分重视科学研究的时候,新的东西,不可思议的事情,神乎其神的东西都可能被人类发现并创造出来,在科学面前,在未来,沒有不可能,沒有做不到,只有想不到。仅仅二百年的时间,人类巳经发展到天空,深海,太空,如果再有个二三百年,现在我们的科技甚至不如后人的玩具。科学的.研究是无穷尽的,科学的力量无穷大的,科学的发展是不可予测的,一切皆有可能,人类飞出太阳系只是时间的问题,沒有不可能。办法呢?就是空间膨胀,通过某种发动机,把点空间膨胀到飞船一样大,膨胀的方向就是我们提前设置好的目地的,只要把飞船开进这个膨胀的空间,然后,操丛空间再收缩,空间就把我们的飞船带到了目地的。这个过程,飞船沒动,只是空间的涨缩,飞船并沒有超光速。这只是人们飞向宇宙的办法之一,也许人们还有更多更好的办法。
国外回归该不该隔离14天?怎样隔离合适?
***病毒。危害了那么多人。你从国外回来了让你隔离,这太正常了,别说14天了。就是隔了28天也正常啊!我不知道你是因为啥回来的,如果你从疫情重灾区回来的。必须要进行隔离。你知道你身上带没带***,如果在14天到28天之内,没有任何不适症状,你再出来也不晚呢。我们国家因为******投入了多少钱,投入了多少人力物力,有多少医务人员奋斗在一线?他们可都是冒着生命危险在与疫情做斗争,可不能因为境外输入人员再把***带回来,让我们的阻击疫情的成果,功亏一篑。
首先,国内疫情发展至今,已经到了关键时刻。我们都清楚知道从初期到基本控制花费了多大的努力和付出。
所以,既然选择在这个时候回国,一定要承担起自己的责任,对所有中国人民负责,对国家负责。所有从境外回国人员应该主动报备,接受一切严格检查,包括必要的核酸检测,一定要等结果确定无误再自行离开。
疫情无国界,绝非玩笑,希望每个中国人真正对得起自己的祖国和人民,别在这个时候增添负担。