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体型:现有技术远远不现实
以《独立日》为例,当外星人的太空飞船到达地球后,人类决定尝试进行一波主动进攻,这一波便派出了2 000多架类似F-22的地球战机,然而在飞到敌方母舰时,对方也派出众多飞船迎战,天空遍布密密麻麻的黑点,而它们只是巨大母船的一部分。
一架F-22猛禽战斗机的质量为30吨左右,从影视画面的截图中能看出背景母船怎么也得有300万吨重了。即使在太空中由于失重原因飞船的重力对结构影响可以忽略不计,然而,一旦到了出现重力的场合,这一切还有可能么?
人类目前最大的航天器——国际空间站质量为420吨,包括大大小小约159个各种结构组成,看似连接比较紧密,可如果出现重力影响恐怕会立即倒塌成一大堆废铁。它的各个舱段连接都是靠对接机械口,远远不足以支撑起动辄重达数十吨的大型舱段重力,而有些精密结构,比如机械臂则完全无法工作。
更何况,若要降落在各星球,降落过程中星球大气造成的摩擦产热作用,可能远远大于地球的万有引力,甚至简简单单的一场风暴,都可能对它造成致命的影响。
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人类目前最重的大型战舰(不包括民用)是2016年刚刚服役的美国福特级核动力航母,排水量不过刚达到10 万吨,能装载75 架飞机,长度仅340 米,比起各种太空战舰可算是渺小了。但这也只能漂浮在比海平面空气重1 000 倍的水中,若是在高空密度更低的空气中漂浮,人类恐怕只能幻想了。
SUPER POWER
超强动力:就现有技术来说,耗尽地球能量依然不现实
在影视作品中,往往是舰长下达亚光速或光速巡航,按钮按下后发动机喷出巨大尾焰, 然后瞬间消失于太空之中。然而,这对于仍在依赖化学燃料的人类而言是遥不可及的梦想。人类目前飞行速度最快的航天器(以太阳作为绝对参考点)记录是1976 年发射的太阳神号,它曾经创造了25.3 万公里的时速。然而,这是基于太阳的强大引力作用下才得以实现。而它一个小时走过的路程,光速只需不到1 秒便够了……
为了摆脱地球逃逸速度(11.2 千米/秒),人类目前造的所有火箭家族中,最强大的是阿波罗登月专用的土星五号,起飞质量达到3 000 吨,最终目标不过是把140 吨的质量推送到近地轨道,而到达月球就只有40 吨,人类现有的能力离太空战舰水平相距甚远。
此外,人類目前高度依赖化学燃料,根据著名的火箭推进基本原理齐奥尔科夫斯基公式,人类受限于化学燃料的喷气速度(牛顿第三定律:作用力与反作用力),恐怕消耗掉地球上所有化学燃料(石油、天然气、煤),都无法把一个万吨级的物体一次性推到太空中。
而要在太空中将一个巨型飞船推进到光速,恐怕在人类研发出比目前领先许多许多时代的推进系统后,才有可能。
INTERNAL ENVIRONMENT
内部环境:现有技术无法达到
影视作品中,往往进入大型航天器就犹如进入了高度现代化的地表工厂,全息显像屏、自由呼吸的空气、毫无失重,与地球没有任何区别。
然而,这一切非常不现实。在太空中旅行,单单失重一项便会极大制约人类的太空征途:失重会导致人的行动力大大下降,身体的骨质和肌肉快速流失,体液循环系统发生巨变。
很多太空飞船并未介绍是如何保证船上的重力环境,一个可行的方案是采用旋转离心力的方式人造重力。然而这样造成的重力大小不均(不同位置的旋转线速度不同),且启动和维持会消耗巨大的能量,现有的人类航天器根本无法做到。更何况复杂的生命维持系统(空气、水、食物、温度、湿度等)如何像影视剧内容一样保证数量众多的船员生存?
FIRE POWER
火力巨大:人类现有能力还比较遥远
在科幻电影的太空战舰战斗中,总能看到密集的激光束、高能冲击波,可以轻易摧毁一艘飞船甚至小行星、大型星体。然而,现实中的人类根本无力支撑。
人类目前唯一做过的“太空战舰”实验来自前苏联在1971-1974年秘密测试的一系列空间站,内部叫做金刚石计划(Almaz),对外则号称著名的礼炮系列(Solyut)。但它只是在普通空间站的基础上加装了一个图-22轰炸机自卫用的里克特R-23航炮。
这种设计并不完善,前苏联的宇航员根本不敢用,因为航炮装在飞船底部,瞄准问题很麻烦,一旦开火飞船就失去稳定姿态了。所以只有在宇航员离开后做过一次测试,后来整个项目便无疾而终。
对于电影中出现的超强激光武器、动能武器、核能武器,与现在人类的科技相距甚远,即便不存在武器后坐力对太空中失重飞船的强大影响,也无法产生足够的能量支持动能武器和激光武器。
INSTANTANEOUS COMMUNICATION
瞬时通信:量子通信使它成为可能
那些跨越星球甚至星系的实时通信,相比于人类目前的通信技术(所有的信息传递都需要通过电磁波)来说,可谓先进了很多。众所周知,电磁波总会受限于光速的传播速度,比如2015年7月14日飞越冥王星的新视野号需要4.5个小时才能将信号传递到地球,但它离走出太阳系还很遥远,与影视作品简直毫无可比性。
但量子通信的出现使得这一切在不久的将来成为可能。量子通信是近二十年发展起来的新型交叉学科,是量子论和信息论相结合的新的研究领域。它基于量子纠缠态的理论,使用量子隐形传输的方式实现信息传递。根据实验验证,它利用了一个基本原理:具有纠缠态的两个粒子无论相距多远,只要一个发生变化,另外一个也会瞬间发生变化。这种效应的响应速度是可以超过光速的!颠覆了我们对物理学的认知。
体型:现有技术远远不现实
以《独立日》为例,当外星人的太空飞船到达地球后,人类决定尝试进行一波主动进攻,这一波便派出了2 000多架类似F-22的地球战机,然而在飞到敌方母舰时,对方也派出众多飞船迎战,天空遍布密密麻麻的黑点,而它们只是巨大母船的一部分。
一架F-22猛禽战斗机的质量为30吨左右,从影视画面的截图中能看出背景母船怎么也得有300万吨重了。即使在太空中由于失重原因飞船的重力对结构影响可以忽略不计,然而,一旦到了出现重力的场合,这一切还有可能么?
人类目前最大的航天器——国际空间站质量为420吨,包括大大小小约159个各种结构组成,看似连接比较紧密,可如果出现重力影响恐怕会立即倒塌成一大堆废铁。它的各个舱段连接都是靠对接机械口,远远不足以支撑起动辄重达数十吨的大型舱段重力,而有些精密结构,比如机械臂则完全无法工作。
更何况,若要降落在各星球,降落过程中星球大气造成的摩擦产热作用,可能远远大于地球的万有引力,甚至简简单单的一场风暴,都可能对它造成致命的影响。
![](https://www.soolun.com/img/pic.php?url=http://img.resource.qikan.cn/qkimages/czqk/czqk201701/czqk20170105-1-l.jpg)
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人类目前最重的大型战舰(不包括民用)是2016年刚刚服役的美国福特级核动力航母,排水量不过刚达到10 万吨,能装载75 架飞机,长度仅340 米,比起各种太空战舰可算是渺小了。但这也只能漂浮在比海平面空气重1 000 倍的水中,若是在高空密度更低的空气中漂浮,人类恐怕只能幻想了。
SUPER POWER
超强动力:就现有技术来说,耗尽地球能量依然不现实
在影视作品中,往往是舰长下达亚光速或光速巡航,按钮按下后发动机喷出巨大尾焰, 然后瞬间消失于太空之中。然而,这对于仍在依赖化学燃料的人类而言是遥不可及的梦想。人类目前飞行速度最快的航天器(以太阳作为绝对参考点)记录是1976 年发射的太阳神号,它曾经创造了25.3 万公里的时速。然而,这是基于太阳的强大引力作用下才得以实现。而它一个小时走过的路程,光速只需不到1 秒便够了……
为了摆脱地球逃逸速度(11.2 千米/秒),人类目前造的所有火箭家族中,最强大的是阿波罗登月专用的土星五号,起飞质量达到3 000 吨,最终目标不过是把140 吨的质量推送到近地轨道,而到达月球就只有40 吨,人类现有的能力离太空战舰水平相距甚远。
此外,人類目前高度依赖化学燃料,根据著名的火箭推进基本原理齐奥尔科夫斯基公式,人类受限于化学燃料的喷气速度(牛顿第三定律:作用力与反作用力),恐怕消耗掉地球上所有化学燃料(石油、天然气、煤),都无法把一个万吨级的物体一次性推到太空中。
而要在太空中将一个巨型飞船推进到光速,恐怕在人类研发出比目前领先许多许多时代的推进系统后,才有可能。
INTERNAL ENVIRONMENT
内部环境:现有技术无法达到
影视作品中,往往进入大型航天器就犹如进入了高度现代化的地表工厂,全息显像屏、自由呼吸的空气、毫无失重,与地球没有任何区别。
然而,这一切非常不现实。在太空中旅行,单单失重一项便会极大制约人类的太空征途:失重会导致人的行动力大大下降,身体的骨质和肌肉快速流失,体液循环系统发生巨变。
很多太空飞船并未介绍是如何保证船上的重力环境,一个可行的方案是采用旋转离心力的方式人造重力。然而这样造成的重力大小不均(不同位置的旋转线速度不同),且启动和维持会消耗巨大的能量,现有的人类航天器根本无法做到。更何况复杂的生命维持系统(空气、水、食物、温度、湿度等)如何像影视剧内容一样保证数量众多的船员生存?
FIRE POWER
火力巨大:人类现有能力还比较遥远
在科幻电影的太空战舰战斗中,总能看到密集的激光束、高能冲击波,可以轻易摧毁一艘飞船甚至小行星、大型星体。然而,现实中的人类根本无力支撑。
人类目前唯一做过的“太空战舰”实验来自前苏联在1971-1974年秘密测试的一系列空间站,内部叫做金刚石计划(Almaz),对外则号称著名的礼炮系列(Solyut)。但它只是在普通空间站的基础上加装了一个图-22轰炸机自卫用的里克特R-23航炮。
这种设计并不完善,前苏联的宇航员根本不敢用,因为航炮装在飞船底部,瞄准问题很麻烦,一旦开火飞船就失去稳定姿态了。所以只有在宇航员离开后做过一次测试,后来整个项目便无疾而终。
对于电影中出现的超强激光武器、动能武器、核能武器,与现在人类的科技相距甚远,即便不存在武器后坐力对太空中失重飞船的强大影响,也无法产生足够的能量支持动能武器和激光武器。
INSTANTANEOUS COMMUNICATION
瞬时通信:量子通信使它成为可能
那些跨越星球甚至星系的实时通信,相比于人类目前的通信技术(所有的信息传递都需要通过电磁波)来说,可谓先进了很多。众所周知,电磁波总会受限于光速的传播速度,比如2015年7月14日飞越冥王星的新视野号需要4.5个小时才能将信号传递到地球,但它离走出太阳系还很遥远,与影视作品简直毫无可比性。
但量子通信的出现使得这一切在不久的将来成为可能。量子通信是近二十年发展起来的新型交叉学科,是量子论和信息论相结合的新的研究领域。它基于量子纠缠态的理论,使用量子隐形传输的方式实现信息传递。根据实验验证,它利用了一个基本原理:具有纠缠态的两个粒子无论相距多远,只要一个发生变化,另外一个也会瞬间发生变化。这种效应的响应速度是可以超过光速的!颠覆了我们对物理学的认知。