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从理论上讲,如果我们能建造一个能承受热量和辐射的航天器,我们就能到达太阳吗?
太阳,航天器,光球从理论上讲,如果我们能建造一个能承受热量和辐射的航天器,我们就能到达太阳吗?
发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
从理论上讲,如果我们能建造一个能承受热量和辐射的航天器,我们就能到达太阳吗?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
这是个很有趣的问题!一句话说明,航天器可以飞到太阳上去,但是在远未到达太阳表面时,就会被太阳的高能辐射所分解,这种分解是任何人类现有的材料技术都不可能抵御的。
一、距离问题
理论上讲,人类目前是有能力把航天器送到1.5亿公里之外的太阳上去的,因为已经有航天器飞出太阳系的先例。当然,实际上在航天器飞往太阳的旅途中,因为它要摆脱地球的引力,并且要保证电池板组接受太阳能和动力输出之间的平衡,实际走过的路程肯定远比1.5亿公里要长。但这些距离问题,都已经被现代科技所攻破了。
二、辐射问题
太阳表面的温度大约在6000摄氏度左右,这是由太阳内部的核聚变所导致的。那么在太阳表面,除了6000度的高温,实际上能够摧毁一切的是其内部核聚变所喷射出来的高能粒子流,像我们所熟悉的太阳风就属于此类粒子流。
当航天器在足够接近于太阳表面时,任何技术材料都不可能在吸收、反射太阳核能粒子流的情况下,还能保持不被破坏。因此,摧毁航天器的不是6000度的高温灼烧,而是这种高能辐射爆。任何人类现在能驾驭的材料设计出来的航天器飞到足够接近太阳时,一定会被完全摧毁。
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回答于 2019-09-11 08:43:50
是的,从理论上来说是没有问题,只是真的想要建成这样的航天器,花费的代价将难以想象。
首先让我们先了解一下太阳的构造。根据太阳活动的相对强弱,太阳可分为宁静太阳和活动太阳两大类。宁静太阳是一个理论上假定宁静的球对称热气体球,其性质只随半径而变,而且在任一球层中都是均匀的,其目的在于研究太阳的总体结构和一般性质。在这种假定下,按照由里往外的顺序,太阳是由核心、辐射区、对流层、光球层、色球层、日冕层构成。光球层之下称为太阳内部;光球层之上称为太阳大气。
题主所说的到达太阳应该就是指到达光球层了吧?就像是说要到地球肯定是指到地面上,而不是在大气平流层。那么到达太阳所遇到的困难,除了遥远的太空距离以外,最大的就是色球层和日冕层的阻隔了。
我们通常了解到的太阳表面温度是5800k左右,这就给了常人一种错觉,好像抵达太阳并不困难,因为在常人的了解里面,钨等不少金属的熔点都在3000多,差不了太远,复合材料的熔点还会更高,想着科技很容易能克服一下这点困难。但这真的只是一种错觉。
所谓的表面温度5800k只是太阳光球层的温度,它上面还有色球层和日冕层。就类似于地球,地球的大气总是复杂多变的。而本就暴力的太阳,他的大气复杂多变更加恐怖。太阳色球层厚约8000千米,它的化学组成与光球基本上相同,但色球层内的物质密度和压力要比光球低得多。日常生活中,离热源越远处温度越低,而太阳大气的情况却截然相反,光球顶部接近色球处的温度差不多是4300℃,到了色球顶部温度竟高达几万度,再往上,到了日冕区温度陡然升至上百万度。人们对这种反常增温现象至今也没有找到确切的原因。
——到了这里,大家总算能明白到达太阳上的困难了吧。上万公里距离、温度从几万到几百万的跨度,真要做这样的航天器,原理倒是不难,利用载人飞船再入地面时用到的烧蚀原理,只是用到飞向太阳的航天器上,这航天器到时候该要做多厚做多大,难度有多高,成本有多夸张那就难以估量了。
回答于 2019-09-11 08:43:50
理论上说,如果我们能建造一个能承受热量和辐射的航天器,我们能到达太阳吗?
这是帕克太阳探测器,他可以发射到与太阳十分近的距离以检测更多细节。这被设计可以承受正如所说一样的热度和辐射。今天是发射的日子,让我们来看能到达多近的距离呢?
周全考虑到了光纤传输6 MW/m2的激光远比太阳光亮上数千倍,又考虑到工程师们设计的循环 3GW/m2 的激光帆远比太阳表面亮。所以使用这些设计在太阳附近运行的设备,我们可以看出光强度现已不是问题。
再考虑到热聚变反应堆中含有数百万度的等离子体没有降下。将这些磁瓶翻过来我们就可以看出这很有可能形成磁场并在太阳光球层中发出5700 K 的光强。
想象一下其发出的太阳能自我复制功用雾,来提取和冷却重元素,如从太阳光球层中的碳。利用这个方法我们可以将1 cm2的太阳能电池放入光球层,每小时就可以获得双倍甚至更多的了。这样我们就可以用太阳能电视覆盖整个太阳表面在1小时 * ln(6,078,747,774,547 km² / 1 cm²) / ln(2) = 75.686 小时
所以在太阳光球层中放入适合的设备可以使我们在几天内进入卡尔舍夫二级文明!
一种稳定高效的太阳能电池板可以将太阳光转化为每秒获得420万吨反物质的稳定正负离子对。太阳能电池板阵列的天侧配备了全息光学相控阵发射器和传感器,可以向天空中的所有物体发送太阳光。所以没有一个月球上的小行星或者航天器可以勘测到他们的太阳状况有任何的不同。即便如此,火星和谷神星的太阳光会增加,而金星和水星上的阳光会减弱。而地球的温度会直接调节。
激光能,正原子和原材料可以通过整个太阳表面的相控阵发射器和接收器传送给整个太阳系的工业用户们。
在天空的一侧,温度下降,邻近星球的子轨道就像是有1/24 g被磁场悬浮在表面,这是由光球层的材料和太阳表面的产出物质所造。高强能源和先进的计算平台使太阳也变成自然计算资源
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