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第591章 助教3

“好了,抛去那些跑题的思考。让我们继续回到载人宇宙航行上。问题的难处在于,当进行载人航天项目时,我们需要完成的轨道转换次数是四次,出去的时候两次,返程的路上还要两次。根据火箭公式可以得知,我们需要大约2.8倍的燃料载荷比来让宇宙飞船达到这一的速度。因此导致的载荷质量比增加幅度是累积的。如果一次轨道转化对应的载荷比是3倍,两次就是9倍,三次是27倍,以此类推,最终得到的质量载荷比就是81倍。”

“另外一个需要考虑的因素,霍曼转移轨道作为从木涅瓦到其他行星途径的基本特征。这是一个耗能较少的解决方案,但也有一个非常突出的缺点——要花费太长时间。”

“霍曼转移轨道航程用时较长的原因,是宇宙飞船利用发动机加速的过程相对较短。对最小能量消耗的霍曼转移轨道飞行器而言,他大部分时间都在围绕太阳的轨道上自由转动,只有很少几次变速的时候例外。但是,加入我们想要去外星球度周末,然后还要及时返回,不耽误收看周一晚上的新闻联播,那么我们就需要拥有超常加速时间的飞船,也就是高能耗飞船。很容易就可以看出传统形式的火箭根本就无法胜任这样的任务。”

“假设有这么一艘幻想中的宇宙飞船,它可以持续保持一个加速度,以至于我们在整个航程中,都觉得自己是在正常重力环境下。那么我们需要考虑三个方面的问题:1旅程将会花多长时间?2我们在途中能够达到的最大速度是多少?3要输送1万吨载荷,需要花费多少燃料?”

“我们将主要以最后一条为标准,来评判不同推进系统的优劣。”

“我们的起点是大学一年级物理课讲到的公式,d=1/2at方。也就是说,在匀加速运动过程中,物体移动的距离等于加速度乘以时间平方的一半。我假设在旅程开始时,飞船处于静止状态。那么,代入上式我们就可以得出。前往下一个临近殖民星球的时间,只需要2天。”

“如果使用更为简单的计量单位,那么在加速度为1g情况下走完d的距离所需的天数就是t=2.8根号d。也就是说,只要持续实现1g的加速度,恒星系就是你们的了。”

“去往临近殖民星球的最快速度是半程点上的速度,数值为86万米每秒。就算是这个最快速度,也仅仅相当于光速的0.2%。要以这样的速度运送10吨载荷,而又选用了化学推进器的话,我们需要的燃料载荷比约为10的124次方,而这显然是不可能实现的。这种不可能性是物理意义上的,而不属于工程学的范畴。因为整个宇宙的质量,都不够你制造这艘飞船的。”

“化学推进器依靠燃料中的化学能来产生推动力,化学能是打破原有化学键形成全新分钟的过程中释放出的能量。换言之,就是某种化合物内部的原子重新组合,改变了彼此之间的相对位置。这就给所有化学反应能够释放出的能量设置了一个上限,因为他们仅仅来自不同原子之间的电势能。”

“我们可以通过预测两个相邻原子间作用力的方法,来估算1千克物质中蕴含的静电势。让我们进一步简化问题,把原子看作是相距r的两个电荷,r的数值等于原子之间的常见距离。这样计算的结果回避精确数值小,但误差并不是很大。E=ke方/r”

“由此可以算出两颗原子之间的电势能约为10的-19次方焦。因此每千克的固体中的电势能约为2*10的7次方焦。也就是说,化学能就这么多。”

“但是,质量中蕴含的能量可不是仅有这么一点点。事实上,质量本身就是一种形式的能量,根据爱因斯坦质能方程E=Mc方可得,1千克质量相当于9*10的16次方焦,或者说是化学反应中释放出能量的10亿倍。”

“这里就要讲核能推进系统,也就是你们当前主流飞船正在使用的推进系统了。”

“世界上有两种核反应堆:裂变式和聚变式。在裂变反应堆中,由于种子被捕获,导致整个不稳定的原子核四分五裂。而在聚变反应堆中,矫情的原子聚合城较重的原子,由此释放出能量。”

“多数研究核动力推进系统的文章,都是用核反应堆加热氢气,然后从尾部喷出从而实现驱动。选用氢气的原因,是因为她是最轻的原子,在吸收同样的能量的情况下,能实现最高的喷射速度。”

“政府和科学家们就是由此开展了NERVA计划,成功的将最初的变速幅度提高至34千米每秒。但因为喷射的速度还是不会超过8500米每秒,所以由此构建而成的飞船也是有速度上限的。”

“至于为什么是8500米每秒。反应堆可以把液态氢加热到2200K,然后从尾部喷出产生推动力。最早的设计工作显示出了一些令人期待的特性,喷气速度达到μ≈8600m/s,是常规燃料小火箭最大喷射速度的近两倍。推理也相对较大,达到73000N。”

“使用核动力推进系统,肯定有它独特的优势。以此能够实现的喷射速度比传统化学推进器快两倍、五倍、乃至十倍。他们实际上也是目前你们能够想象的,唯一可行的大规模星际航行方式。”

“但是,即便是离你们最近的恒星,也要比太阳系最遥远的行星更远几千倍。”

“通过以上推论我们可以知道,即使是再怎么不想承认,对于夸星系航行来说,你们拼尽全力都是做不到的。即使是湮灭掉你们的太阳,也不行。”

“所以,这里就出现了一个典型的思维误区。长期生活在地面的你们,自认为自己的星球和星系的价值是非常高昂的。但是对于任何一个能够进行夸星系航行的飞船来说,它们的能源系统,都比你们整颗星系都值钱。”

“说的更直白一些,对于能够进行夸星系飞行的飞船来讲,你们的存在根本就屁都不是。”

“由此,率先因为非我族类其心必异的密涅瓦文明率先展开了自卫反击战,对突然出现的外星飞船进行了攻击。然后理所当然的被完虐了。”

“之后,担心唇亡齿寒的你们协助了兄弟星球文明的军事行动。然后被人给按回了地面上过着原始的生活区了。”

“......”沉默,完全的沉默。

嘛,也不是不能理解,因为价值观产生的冲突,导致了这种最糟糕的结果。非要用我故乡的一句话来形容的话,无论是木涅瓦还是密涅瓦,都太把自己当回事了。

对于能够进行跨星系航行的宇宙飞船来说,他们真的是毫无价值。就算不开火,宇宙飞船在星球大气层附近启动引擎时的反冲都足以摧毁任何一颗星球了。

“所以,你们以后的观念革新还有很长的一段路要走。最起码要改一下你们以经济的方式思考的角度,毕竟真的能够进行跨星系超光速飞行的飞船,其能量消耗都比湮灭掉你们恒星系还要高了。所以也就基本上不存在什么跨星系贸易的目的了。”

(就更不要说跨虚空贸易的行为了。)由此,我不得不回想起当初见过的那个脑残的种族。

居然在达到虚空文明之后还想着四处做贸易生意,而且还是技术贸易,谁会给你啊。

立刻,全场学生的脸色都黑了。

(嘛,我懂,被人贬低到这种程度了,脸色还能好就有鬼了。但是啊,即使是再怎么不想承认,还是不得不承认的,你们的意识形态到了不改变不行的时候了。)

“好了,我已经回答了你们为什么被按回地面的问题了。你们还有其它的疑问嘛?”虽然我知道我的助教可谓是毁了,但是在下课之前还是要尽职一些的。

就在所有学生都因为脸黑而沉默不语的时候,从旁听课的老教授立刻爆出了及其夸张的大笑。

“不错,不错,这才是符合一个外星人应有的样子嘛。原本听说外星人来此找工作我还感觉比较奇怪呢,凡是能够来到我们星球的外星人,其拥有的财产都能把我们整颗星球买下来了。自己跑来找工作纯粹的吃饱了撑的。”

“嘛,也不是不可能。毕竟,每个人都有每个人的情况嘛。”我有些尴尬的回道。

“关于学校内其它外星教师的问题,我也对此抱有疑问,虽然他们都表现出遮遮掩掩的态度来让我不好询问。但是还是能够猜出一些的,他们是因为某种命令被派遣至此的吧。虽然不知道目的为何,但是应该是无害的。”老教授对我问道。

“那种事情我哪知道,话说问我干吗?”虽然确实正如老教授所说的那样,但是我是不会承认的。

“原本就非常沉迷于自己世界的那群外星教师,突然在某一天之后表现的毕恭毕敬慎言慎行的。这件事引起了我的怀疑,所以我稍微的调查了一下,发现正是你第一次出现在校园内的时候。”

“嘛......”我开始将视线转移开来。

“也就是说,你的身份不是那种简单的外星人吧?”

“现在再问这种事又有什么必要呢?反正我是谁你们知不知道都不会有任何的影响。”对于对方的询问,我有些无奈的挠了挠头。

“也许是这样吧,但是最近政府的行为有些奇怪,导致我不得不做出大胆的猜想。”

“喂喂喂,作为一个教授来说,你的门路不会有些太广了么?”对此,我不得不吐槽了。

既然能够注意到政府上层的动向奇怪,那可不是简单的门路了啊。要知道只有空间枢纽和11人议会对于我们的造访是知道的,并且还执行了保密策略。但是现如今被一个教授老头随便就注意到了,一般人会信就有鬼了。

“哈哈哈,别看我这样,年轻时也是有很多朋友的。所以,你到底是谁?”老头笑着问道。

“下令屠了隔壁星球,把你们按回封锁地面的人。”对着老头那笑里藏刀的询问,我也打着哈哈的回复了。

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