美国宇航局展示星际飞船设计方案(组图)
腾讯科学讯 据国外媒体报道,美国宇航局科学家与艺术家在休斯敦展示了使用“曲速引擎”驱动的航天器设计方案,科学家认为使用该动力模式可以允许宇宙飞船实现“超光速”运行,这也是目前星际旅行的可能性途径之一。
新型宇宙飞船被命名为“IXS企业”号,模仿自《星际迷航》中企业号飞船,怀特博士认为在曲速引擎的驱动下,我们可以在两周内抵达半人座阿尔法星。
“IXS企业”号的动力系统外形设计非常逼真:上个月,《黑暗骑士》的导演克里斯托弗·诺兰公布了他的下一个科幻大片《星际穿越》,计划于2014年底在北美上映,剧情向我们展示了前往其他恒星的宇宙飞船,但美国宇航局的科学家认为星际旅行不仅是科幻小说中的内容,未来人类也可能拥有恒星际宇宙飞船,有了这样的平台就能实现星际旅行。
图中显示的“IXS企业”号的动力系统,环绕在宇宙飞船周围,数年的距离仅需几天就能抵达。
曲速驱动引擎的工作原理,利用了时空的收缩与扩张:从本质上看,曲速飞船利用了时空扭曲的原理,在前进时扭曲、压缩了后面的时空,其实并不是飞船在往前飞,而是时空扭曲“推动”了飞船的前进。基于该理论的曲速飞船并不违背相对论中速度上限定律,宇宙飞船如同在一个“曲速泡”的时空中移动,我们所看到的是时空扭曲驱动了飞船进行超音速飞行。
曲速飞船更多使用了环形结构:在《星际迷航》中,进行超光速航行的恒星际飞船也使用了曲速引擎,对此怀特博士认为这款全新设计的“IXS企业”号也可以做到,根据哈罗德·怀特的设想,艺术家马克·拉德梅克和图形设计师迈克进行了重新设计,使得“IXS企业”号非常具有科幻感,同时也与当前的宇宙飞船制造工艺相匹配,让人感觉这是一艘真正的恒星际飞船。
曲速引擎的部分主体建造在环形结构上,当启动引擎时就会形成曲速泡:曲速引擎并不是新鲜的事物,在1994年时一位名为米格尔·阿尔库别雷的博士提出利用时空收缩与扩张原理驱动飞船前进,这就像在自动扶梯上前进一样简单,从这个角度看,曲速飞船其实是“驾驭”着时空扭曲产生的“曲速泡”移动。尽管阿尔库别雷博士认为这只是一个猜想,但是怀特博士和他的研究团队正在逐步向研制曲速驱动引擎的目标前进。
“IXS企业”号的设计参考了《星际迷航》中的企业号:根据科学家估计,如果我们研制成功曲速飞船,那么距离我们最近的半人马座阿尔法星的旅程只要两周,由于时空扭曲的过程是平滑的,可以在短时间内驱动飞船达到较快的移动速度,不需要使用较多的时间进行加速和减速。
事实上,宇宙飞船的加速和减速是一个巨大问题,如果速度控制不好就会错过捕获轨道,这样就会与目标天体擦肩而过,这个情况在美苏早期发射月球探测器时出现较多,多艘探测器不是撞到月球表面,就是与月球旁边掠过,无法进入环月轨道。
怀特博士设计失败的一款宇宙飞船:这是怀特博士之前设计的一款恒星际飞船,这一设计存在一些缺陷,比如环形动力结构太薄了,这意味着需要更多的能量,而且飞船主体无法完全至于曲速泡中,这会干扰到飞船的运行。
科学家设计的曲速飞船外环动力系统:美国国防部高级研究计划局也在开展一项百年星舰计划,旨在研发一艘宇宙飞船飞出太阳系,前往邻近的恒星。这款飞船需要在动力上进行突破,比如曲速驱动、反物质发动机,甚至利用暗物质粒子的动力等,因此恒星际空间旅行的关键在于动力。
