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  据国外媒体报道,著名的科幻电影《星球大战》中的企业号宇宙飞船或将问世,一位名为丹(BTE Dan)的工程师称可设计出企业号宇宙飞船的详细蓝图。建造企业号的目的在于将人类送往火星,仅需三个月的时间,从而实现人类的宇宙航行梦想,具有史诗般的宏伟感。按这位工程师的设想,《星球大战》中的企业号宇宙飞船可在二十年内制造出来,并踏上火星之旅。

《星球大战》中著名宇宙飞船企业号

  姑且不论设计企业号宇宙飞船的难度有多大,仅需要数万亿美元的建造资金便让人望而却步,虽然该级别的宇宙飞船可以将宇航员送往此前人类未曾到达的宇宙深空,但高昂的“标价”依然是醒目的因素,这也可能是在21世纪仍然无法建造大型宇宙飞船的原因之一。提出设计企业号宇宙飞船的设计师却认为这是一个非常有价值的“思想实验”。根据美国国家航空航天局的外星探索旗舰任务飞行系统的首席科学家约翰·埃利奥特(John Elliott)介绍:“建造企业号宇宙飞船的想法很酷,但不是很实用,对于近期的空间探索任务而言显得极为乐观。

  虽然想法很疯狂,我们依然可以从中获得相关的讨论和对设计大型宇宙飞船的思维认知,从这个意义上看,并不是一件坏事儿。”《星球大战》中的企业号宇宙飞船采用的是超光速的动力系统,根据丹的设想,我们需要1.5千兆瓦的核反应堆与离子发动机混合动力,其规模与陆地上建设的常规核反应堆相当,将其安装到宇宙飞船上也是件极为困难的事,因为飞船上空间容纳能力有限。

  埃利奥特认为:“虽然核反应堆的功率可扩展至较高的等级,但需要处理辐射屏蔽以及散热冷却的问题,这方面将是是设计上的巨大挑战。除此之外,建造飞船所需的材料问题也可能不足,很可能最后完工的外观与《星球大战》中的企业号宇宙飞船存在差别。”对丹工程师设计企业号宇宙飞船的评价,埃利奥特仅给你个人的观点,并不代表美国国家航空航天局或者加州理工学院。

  离子推进技术的工作原理是将气体电离,而后通过电磁场将带点离子往反方向喷射,对于建造企业号宇宙飞船而言,这也是项困难的任务。虽然离子发动机目前已经作为许多地球卫星以及探测器的动力,其速度最高可达到20万公里每小时,但加速过程是极为缓慢的。根据美国国家航空航天局的资料,现代离子推进器所能提供的推力仅仅相当于九个25美分硬币的重量,虽然经过漫长的加速过程,未来的离子发动机理论上可将企业号宇宙飞船加速更高的速度,但需要相当长的时间。

  根据斯坦福大学的宇航研究专家尼古拉斯·李(Nicolas Lee)介绍:“企业号宇宙飞船的外形可能是个建造与设计上的障碍,如果我们要在宇宙飞船中更好地保持压力环境,那么就需要建造成类似潜水艇的圆形剖面外形,企业号棱角分明的外形不利于设计。此外,企业号还可以采用人造重力系统,在飞船外部建造一个巨大的转轮,通过离心力产生重力效果,但是这样也会带来如何进行转向等问题。”

  对于人造重力场衍生的飞船转向问题,斯坦福大学的研究人员认为可以尝试将扭矩的方向垂直于飞船。对此,丹工程师认为可以在设计一个同心反向转轮,这样就能解决人造重力场导致的飞船转向问题。最后一个挑战是建造飞船的材料上,很明显企业号需要在地球轨道上进行组装,而不是在地面上,这就需要用火箭将所需材料运送至地球轨道上,埃利奥特认为需要更大推力的火箭运载平台,比如像美国国家航空航天局的新型重型运载火箭,需要进行650次发射才能运送完全部的组装材料。

  同时,也有科学家认为我们可以通过在月球上采矿或者对小行星进行开发以获得建造飞船的材料,但是美国国家航空航天局的科学家认为,相比之下在地球轨道上组装显得更为便宜。即便是这样,该计划能否付诸实施仍然是个问题,虽然建造《星球大战》中的企业号宇宙飞船是个不太实用的想法,但还是会给最近的宇航活动带来一些创新的思维。

  文/腾讯科技