人类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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机器1718
2022-05-21 · TA获得超过6802个赞
知道小有建树答主
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不是专家,反正我认为普通人认为现在已经飞出月球了,飞到月球上去了,已经都是很不容易的事情了,而且每一项进度啊,准确性啊,要求都是非常高的,不能死好马服的姨妈服就意味着失败,你说要飞到那么远,飞出太阳系那有多恐怖,飞到月球都是多么不容易的,看看最近你看我们中国炭业的把月球上的那个土壤,起回来都是多么伟大的一件事情,想想人总能飞上天空,应该再飞出月球,飞到月球上去是多么难的事情,有多少科学家付出了多少努力?几代人才有这种结果,研究出来国家也是投入了巨大的资金,作为一个普通人来说,想都不敢想

太脑洞了啊,题主这个关于人类想要飞出太阳系的问题范围比较大,因为没有说清楚只是航天器飞出太阳系还是载人飞船飞出太阳系,那么在这里,小地就从这两个方面展开分析。

1、航天器为什么无法飞出太阳系,如果要飞出太阳系需要具备哪些条件?

我们都知道,太阳系的半径约为1光年,也就是约为9.5万亿千米,按照最快且飞离太阳最远的飞行器旅行者1号平均16.61千米/秒的飞行速度计算,需要飞行约18000多年,然而截止到今天,旅行者才遨游太空仅42年。1977年旅行者1号探测器是在美国佛罗里达卡纳维拉尔角发射基地通过泰坦三号E半人马座火箭发射升空的,目前距离太阳约为220亿千米,速度v=22000000000/60*60*24*365*42 16.61千米/秒。

目前世界各国所发射的航天器,都是通过火箭燃烧化学物质所产生的推力实现升空的,由于火箭的绝大部分质量是燃料的重量,一方面限制了火箭的起飞速度,同时也限制了有效载荷的质量,而即使有效载荷携带的同位素温差发电机,也有一定的寿命( 旅行者1号或将于2020年前后因没有电能供应而像一只无头的苍蝇在星际之间遨游 ),因此仅靠化学能量转换来获取推力的航天器几乎是不可能飞出太阳系的。

但是,如果在未来的某一天,咱们人类如果能发明一种飞船,其速度可与超新星爆炸时向外抛散物质的速度一样达到30000千米每秒(约为十分之一光速),届时飞离太阳系仅需10年,这对于人类 探索 宇宙具有极大的意义。

2、载人航天器为何飞不出太阳系,如果要飞出太阳系又需要具备哪些条件?

1969年7月20日,美国宇航员阿姆斯特朗在成功登陆月球后说了"one small step for a man, one giant leap for mankind",意思是这是我迈出的一小步,却是人类迈出的一大步,然而截止到目前,人类的脚印也仅仅只是踩在了距地约38万千米之遥的月球,人类要想走出太阳系还任重道远。

在上文中,我们计算了现有技术条件下的非载人航天器飞出太阳系需要的理论时间约为18000多年,而对于载人航天器里的宇航员而言,则涉生老病死以及子子孙孙和孙孙子子的延续问题,否则就是就相当于送了一批“木乃伊”进入了太空,因为时间跨度实在是太长了,甚至超过了中国上下7000多年的辉煌 历史 。

同样,如果想要载人航天器飞出太阳系,其飞行速度则要超过十分之一光速甚至是二分之一还要多,这样才能减少宇航员在太阳系的穿越时间,毕竟送入太空还得返回地球。

有的朋友觉得只要人类的宇宙飞船速度达到了每秒钟16.7公里第三宇宙速度就可以飞出太阳系了。的确是这样的,宇宙飞船达到了第三宇宙速度飞出太阳系是迟早的事情。

旅行者一号太空探测器的速度已经达到了每秒钟17公里以上,它已经飞行了42年的时间,行程超过了211亿公里。但是它要飞出太阳系最起码也得需要大约17600年的时间。对于一颗没有生命的探测器来讲,它有足够的时间时间飞出太阳系的。

图示:旅行者1号太空探测器至今为飞出太阳系

然而人类要飞出太阳系可是一件非常困难的事情,要考虑的事情有很多。人类总不能乘坐着宇宙飞船在宇宙中飞行上万年的时间吧。所以人类要飞出太阳系需要具备的条件有很多。
宇宙飞船的速度
虽然宇宙飞船要飞出太阳系只需要达到第三宇宙速度即每秒钟16.7公里就可以了。但是有一点不要忽略了,太阳系非常的大,科学家估计太阳系的半径可能有1光年到2光年大小。如果宇宙飞船用第三宇宙速度飞完一光年的距离需要多久呢?答案是大约需要18000年的时间。这么长的时间换做是人类是无法忍受的。

图示:提升宇宙飞船的速度是最关键的

因此人类要飞出太阳系,速度很关键。如果人类要在用100年的时间飞出太阳系的话,速度最起码要达到1080万公里,即每秒钟3000公里。这是光速的百分之一。然而要达到这么快的速度,就要求人类研发新型的能源和宇宙飞船飞行技术了。

我们要飞向何方
如果是人类要飞出太阳系那就要有一个太阳系以外的目标,就是我们要飞到哪里去。我们总不能就是为了到太阳系边看一看,然后再返回地球吧?距离地球最近的太阳系外恒星是比邻星,如果未来的科学家确定确定在比邻星有一颗宜居星球值得人类去冒险,那么就给了人类一个飞出太阳系的理由。

图示:比邻星B也许值得人类飞出太阳系去冒险

人类不是为了飞出太阳系而飞,而是要飞到宇宙中另一个能够让我们落脚的星球上。这就像在大海中航行的船,最终的目的是要在另一个港口靠岸的。然而比邻星距离地球4.22光年,如果我们的宇宙飞船以光速的百分之一飞行到达比邻星则需要大约423年的时间。这需要我们的宇宙飞船速度还要继续提速,技术还要继续提升。
旅行途中的困难
如果我们能够实现用一百年左右的时间飞出太阳系来到比邻星。那我们还要在宇宙飞船中呆上100年的时间。这样即使我们年轻的宇航员20岁的时候从地球上出发,到达比邻星也已经是120岁了。人在地球上不可能活这么久的,更别说是在环境更加残酷的太空中了。

图示:星际旅行

因此如何让宇航员短暂的一生不要浪费在漫长的太空旅行中也是人类要解决的问题。现在科学家已经想出了一些办法,例如借鉴了一些动物们的冬眠行为来延缓人类在宇宙飞船中不必要的生命损耗。

另外,人类长期在低重力的宇宙中是否能够适应得了。宇宙飞船中人类生存所需的水空气和食物如何获得这些问题也是人类需要解决的。虽然科幻电影中让人类在星际旅行中处于深度休眠状态,宇宙飞船中的一切都交给机器人来处理。这些场景在现实当中能否实现呢?我们现在不得而知。

总之,人类要飞出太阳系是很困难的。对此大家有什么看法呢?
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