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人类为什么无法飞出太阳系?飞出太阳系需要什么条件呢?

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。

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。

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