时间孤岛 章节目录 第28章 深空推进方式探讨(第1页/共3页)


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    当然，以目前人类文明的发展水平来说，也只能如此。

    基础物理方面，人类对基础物理的理解持续深入，特别是在粒子物理和量子物理领域。

    大型强子对撞机（LHC）等实验加速了对基本粒子如希格斯玻色子的认识。

    尽管如此，诸如暗物质和暗能量的谜团仍待解开，这些都是宇宙中质量和能量的主要构成部分。

    基础数学方面，数学领域持续发展，包括在理论和应用数学中的进步。

    例如，数学家们在解决古老的数学难题、

    发展新的算法以及将数学应用于机器学习和其他科技领域上取得了显著进展。

    空间推进技术方面取得了显著的发展，包括化学推进、电推进和核推进等多种形式。

    虽然化学火箭仍然是最常用的推进方式，电推进和核热推进在效率和持久力方面显示出潜力。

    目前，人类的航天器可以达到数万公里每小时的速度，但这仍然远低于光速。

    空间武器技术主要关注防御和攻击卫星的能力，包括基于地面的激光系统、

    导弹以及在太空中的反卫星武器。国际社会对太空军事化持续表达关切。

    人工智能（AI）已经成为研究和应用的热点领域，

    特别是机器学习和深度学习在许多领域内的应用，

    如自然语言处理、图像识别、医疗诊断和自动驾驶车辆等。

    生物技术和医药领域取得了巨大进步，

    包括基因编辑技术、

    个性化医疗、再生医学以及对多种疾病的新疗法和疫苗的开发......

    总而言之，目前人类文明的发展水平距离大规模深空探测乃至迁徙依然十分遥远.....

    其中最让人头疼的就是深空推进问题。

    爱因斯坦的狭义相对论提出了时间和空间的相对性以及光速不变原理，

    即在任何惯性参考系中，光速在真空中的速度都是一个常数，

    大约为30万千米每秒，而且是不可超越的。

    从数学的角度来描述为何光速是速度的上限，

    我们需要借助于洛伦兹变换公式，它是狭义相对论的基础。

    洛伦兹变换展示了当物体的速度接近光速时，时间膨胀

    和长度收缩的效应。从公式可以看出，

    当物体的速度接近光速时，公式分母接近 0，这意味着时间几乎停止了。

    另一方面，如果我们尝试将物体加速到光速或更高，

    那么这将使得时间膨胀和长度收缩的分母变为零，

    导致这些公式失去物理意义。

    而且，这意味着要将物体加速到光速或更高需要无穷大的能量，

    这在物理上是不可能的。

    因此，从数学和物理的角度看，光速成为了在真空中任何物质或信息传递的最高速度限制。

    这一原理是现代物理学，尤其是相对论和量子扬论的基石之一。

    真空光速的限制在前，根据目前人类文明掌握的基础物理学理论，

    这一限制恐怕将长期困扰人类文明，

    限制人类的星际探索和扩张速度同时，

    也意味着作为典型的后发星际文明，

    按照人类目前的发展速度，

    即使是在缩短和高等级星际文明的差距方面就显得力不从心，

    更不用说赶上甚至超越......

    当然，以当前人类的航天器可以达到的数万公里每小时的速度，

    距离考虑被真空光速限制的问题还很遥远......

    深空化学推进技术在实现人类探索太空的目标中扮演着重要角色，但它也面临着一系列挑战和限制。

    这些挑战主要集中在工质（即推进剂）、效率、载荷能力、以及推进系统的可靠性和持续性方面。

    下面是一些具体的难题：

    推进剂效率方面，化学推进的主要局限之一是其相对较低的比冲，

    这是衡量推进效率的一个关键参数。

    比冲越高，推进系统的效率越高，但传统的化学推进剂比冲相对有限，

    这限制了航天器的速度和可以执行的任务类型。

    工质的选择和储存方面，化学推进剂需要在长时间的空间任务中保持稳定，

    而且必须能在极端的空间环境中保持其化学特性。

    此外，许多高效的化学推进剂非常活泼，需要特殊的储存和处理技术，

    这增加了复杂性和成本。

    载荷限制方面，化学火箭的有效载荷受到其推进剂质量的严重限制。

    为了达到更高的速度或进行更长时间的任务，需要大量的燃料，

    这又会增加发射时的质量，进而降低有效载荷比例。

    这是一个矛盾，因为更多的燃料意味着更重的起始重量，

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