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宇宙航行无易事

阿雷西博射电望远镜  宇宙航行景观确实美不胜收,但要享受到这种美景确非易事。就目前人类的科学技术水平来说,要实现航宇的理想,无论是生命需要的空气、水和食物供应,阳光照射,辐射防护和重力适应,还是加速动力,飞船规模和通信联络等等问题,件件都是难题。

  人类目前用无线电技术进行远距通信,如航天器上的无线电收发机,天文探测用的射电望远镜等。它们都需要强大的发射功率和巨大的天线。如世界上最大的阿雷西博射电望远镜,发射功率为150千瓦,抛物面天线直径305米。但这远不能满足宇宙航行有效通信的需要。

宇宙航行  据估计,要在1万光年距离内用21厘米波进行有效通信,发射功率应达2×1015千瓦,球形天线直径达1万千米,质量达5×1019吨。这个质量是地球质量的1/120,这些材料哪里来?还有,如果这种发射功率所需能量由核能产生,则每年所需核燃料1亿吨,这如何携带?来源也是问题。

  即使这样的发射设备能够制造出来,它仍然没有解决宇宙航行的通信问题,因1万光年在宇宙中只是很小的距离。即使将作用距离增加到3万光年也于事无补,而它需要的发射功率却应达到1023千瓦,球形天线的直径达3000万千米!这种发射功率消散到空间的能量达4×1037焦耳,大大超过宇航规定的允许值(恒星辐射能量的0.1%,在太阳系为3×1023焦耳)。

  即使无线电通信的作用距离能达到100亿光年,还有时间延迟的烦心事。我们知道,无线电波只能以光速传播,如果宇宙飞船已航行到仙女座星系的边缘,船上向地球发出报喜电报,电波要经过230多万年才能到达地球,那时还会有人负责接收这封电报吗?

  还有速度效应引起的时间延迟更烦人。假如宇宙飞船上的时间膨胀了3600倍,飞船上的电报员用每秒钟发10个字码的速度向地球发电报,若每5个字码组成一个汉字,一份300字的电报,他用两分半钟就发完了。但在地球上接收电报的人,则要每隔6分钟才能收到1个字码,半个小时收到一个汉字,整封电报需要6天6夜多才能收完。如果地球上的电报员以同样速度回电,飞船上收电报的人只能听到瞬间的一阵响声,电报嘀嗒的节律是一点也分辨不出来的,因为那里的时间间隔只是地球上的1/3600呀!


喜见星虹和光塔  宇宙航行无小船