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?
人类目前为什么无法飞出太阳系?飞出太阳系需要什么条件呢?
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太阳系
太阳系是我们人类所处的恒星系统,一共有八颗行星围绕太阳旋转,其中还有许多卫星和五颗矮行星还有数以亿计的小天体。
太阳系的边缘
在太阳系中,离太阳最远的行星是海王星,海王星之外是天体密集的圆盘状区域,我们称之为:柯伊伯带,一开始科学家认为柯伊伯带已经是太阳系的最边缘,后来发现,在柯伊伯带之外还包裹着奥尔特云,其直径长达两光年,是太阳系的最边缘。
人类现在的飞行器最远飞到了哪呢?
人类飞的最远的飞行器就是旅行者一号,由1977年9月5日发射到现在已经飞行了长达41年,期间,依靠行星引力弹弓效应不得加速,穿越了太阳圈进入了星际空间中,距离太阳211亿公里,大约为20光时。但是,旅行者一号想要飞出太阳系还要几万年的时间。
想要离开太阳系需要哪些条件呢?
以目前人类的科技水平来说,通过化学动力火箭几乎不可能,即使把整个地球的所有燃料都用光都不可能飞出太阳系。
随着科技的进步,如果未来人类掌握了可控核聚变技术之后,通过核聚变产生的能量来作为飞船的动力,其足以让人类飞出太阳系了,因为宇宙中最不缺的就是氢元素。
然而解决了能源问题,又出现了一个新的问题,那就是人类的寿命,虽然核聚变的能源足够我们离开太阳系,但是人类的寿命过于短暂,就算以核聚变为动力,离开太阳系也需要几十年的时间,那么接下来人类必须掌握人体休眠技术,通过人体休眠来达到延长寿命。人体休眠技术难点在于解冻的同时不能破坏细胞机构,乐观估计,人体休眠技术也要等到下个世纪了。
可以预测,在未来几百年内人类只要突破了核聚变技术和人体休眠技术,就可以离开我们生活了几百万年的太阳系了,飞向更广阔的星海。
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其他网友观点人类为什么无法飞出太阳系?飞出太阳系需要什么条件呢?
人类对宇宙的认知和探索,是伴随着基础物理理论体系的不断完善,以及科学技术水平的逐步提升,同步实现拓展和延伸的。无论是从地心说到日心说再到银河系的中心,还是从静态宇宙到动态宇宙再到宇宙发展演化模型的确立,在时间线上都见证了人们宇宙观的确立和修正历程。而从科学实验的角度去探索现有理论认知的宇宙状态,则是科学家们始终追求的目标和进行深入论证的有力依据。

从上世纪50年代开始,科学家们将目光瞄向了地外宇宙空间,飞出地球成为那个时代特别是50-70年代天文探索的重要目标,因而也诞生了地外探索的多项历史首次纪录,比如第一颗太空探测器、第一颗人造卫星、第一艘载人飞船、第一位进入太空的宇航员、第一位登上月球的宇宙员等等。这里值得一提的是,人类于1977年发射了两颗深空探测器,分别为旅行者1号和2号,当时的主要目标是在对木星、土星以及土星环进行探测,当完成既定目标之后,继续向太阳系外围行进,先后又对天王星、海王星以及柯伊伯带天体进行探测,目前旅行者1号已经到达地球220亿公里的区域,成为飞行最远的探测器,旅行者2号也在追随着1号的步伐向着深空行进。

那么旅行者1号探测器飞出太阳系了吗?很抱歉,没有。从目前科学界对太阳系确定的范围来看,是以其有效引力范围为边界的,在就大大超出了以往以能够观测到的最远小行星为界的空间范围,现在科学界的主流观点,在太阳系的外围,“包裹”着厚度非常大的球状云团,人们将之称为奥尔特云,那里是进入太阳系内部彗星的重要来源。现在估测的奥尔特云距离太阳大约在50000个天文单位以上,也就是近1光年,而它的厚度起码在2光年左右。旅行者号目前与地球的距离220亿公里,虽然这个数值看上去非常遥远了,但还远未达到奥尔特云,如果仍以现在每秒17公里的速度,那么它飞越奥尔特云的外缘,也就是说视为飞出太阳系的时间,起码还得需要2.4万年。

而诸如旅行者1号这样的深空探测器,其无论从燃料配备、发动机运行、探测仪器携载,还是从探测器构成的主要原材料来看,都有着一定的设计寿命和使用极限,特别是在燃料和发动机方面,限于人类目前的火箭发射技术,都不可能携带太多的燃料总量和更重质量更高的发动机,因此,这些深空探测器在运行一段时间以后,就会因燃料用尽而再也无法与人类取得联系,只能自由翱翔于宇宙空间中了。而且,探测器的飞行速度如果还只局限在现在的这个水平,即离开太阳系需要几万年的时间,不但探测器的寿命极限都可能达不到这么长久,而且和人类之间的通信效率、探测时间成本等方面,也大大超出人类的可承受范围,势必会失去深空探测的意义。

这些还都是无人探测器的情况,如果利用载人宇宙飞船进行深空探测,那么所要考虑的因素就更加复杂了。这里面涉及几个关键的问题和矛盾,首先,载人宇宙飞船,必要要留给人们一定的生活和工作空间,另外还得有完备的生命支持系统和足够的能源、燃料储备,这些都需要以增加飞船的体积和质量为前提,势必会增加火箭发射的难度,同时也增加了飞行过程中的能量损耗。

第二,速度瓶颈问题必须要突破。宇宙飞船载人进行深空探测,其所花费的时间要尽可能地控制在几年顶多几十年以内,一旦达到百年或者千年的程度,无论是对于地球上接收和指挥探测的人员,还是对于宇航员本身来说,代价都太大,从目前来看,现有的宇宙飞船还没有成熟可靠的星际旅行“冬眠”技术,地球上的指挥控制系统也相应地非常不完善。而如果宇宙飞船想要在百年以内冲出太阳系,其速度必须至少要达到光速的2%,现在我们距离这个要求的差距还非常大,如果没有更加先进的能源利用和发动机技术的话,不可能会实现这样的目标。

第三,深空探测目的地的选择。借用一句时髦的话套用在星际旅行上,那就是没有目的的深空探测,都是“耍流氓”。从目前观测的结果,距离太阳系最近的恒星系是比邻星,围绕它运行的有一颗类地行星,如果我们要精确地判定上面有没有生命形态的出现或者适不适合人类移居,那么星际旅行去一趟看看无非是最好的选择。而比邻星距离地球4.2光年,也就是说我们即使冲出太阳系以后,还得再经历相同的时间方能到达,即使以光速的2%行进,也得需要200年,因此需要在飞船的行进速度上再寻求更大的突破才能实现跨恒星系的旅行。

最后,还得考虑长时间星际航行的安全问题。比如生命支持系统的稳定性、食品供给的持续性、“冬眠”技术的可靠性、飞船的运行稳定性等,这其中的每一项如果出现重大问题,都会直接威胁着宇航员的生命。而且,在长时间的宇宙航行过程中,宇航员的身体和心理状态能否一直处于健康状态,如何进行调整和恢复,都将是需要深入研究和加以实践的重点领域。

宇宙很大,谁都想出去走一走。但是,限于目前的各项技术条件的限制,太阳系仍然像一个“牢笼”一样将我们紧紧锁在里面,从某种意义上来说,这又何尝不是一种对人类的“保护”呢!
其他网友观点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,但这也面临很多伦理问题。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。
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