绝望
没错就这词,绝望。
动不动就有小说上来50%光速,90%光速的,幸好他们还没上110%光速,知道这玩意不能超光速。而实际上的人类极限航速呢?旅行者二号,100km/s左右;帕克,200km/s左右,大概是0.067%光速,照这速度去比邻星都得六千多年。
为什么理想和现实差距那么大???
因为加速要消耗能量的!!!能量是烧燃料得到的!!!最最简单的动能定理告诉我们加速到50%光速需要能量(焦耳)是11,250,000,000,000,000再乘以质量(公斤)。
觉得还不够大?挑战者号航天飞机空重70.552吨,上面那个数字要乘70552。
还不够刺激?液氢的热值是286kj/mol 简单计算下的话输出这么多能量要消耗2775万亿摩尔的液氢,大概55.5亿吨液氢作为燃料。
聪明的小伙伴已经发现了,没错,飞船的质量增加了,从70吨变成55亿吨,能量消耗原则上按比例增加八千万倍,燃料质量需要同时上升八千万倍,然后质量又增加了。。。
还不够刺激吗?以上计算是以液氢的燃烧热算的,对没错,不包括液氧这种氧化剂。氧化剂该加多少我也没点B数,质量上大概应该比液氢大八倍吧。
稍微放松一点:火箭烧液氢液氧产生推力,从液氢热值到实际推力做功效率未知,好像是推力越小效率越高。听说火箭要的是冲量而热值只是能量变化来着,具体咱也不懂,就把万能的热力学定律搬出来强行效率为1。再加上随着加速燃料减少质量会变轻,这个应该积分算,我怕麻烦,所以就强行三分之一。
然后继续爽---以上计算完全就是燃料在飞,没有计算船体本身的质量哦!
这还没算变轨和星际尘埃减速效果,也完全没考虑相对论效应,速度越快质量回越大加速所需的能量也会提高,正常一般提高点质量也没啥,但在这每公斤质量就要花费11,250,000,000,000,000焦耳的能量,多消耗八万吨液氢六十四万吨液氧,没错飞行员多别一泡尿就要多加三十万吨的燃料,三十万吨燃料又要加更多燃料。
原本第一次迭代燃料55亿吨,相对论效应假设质量提高百万分之一(懒得算了,随便设,逐渐癫狂。。。),燃料要增加。。。emmm很多很多吨,然后多出来的燃料都要消耗更多更多的燃料!让我们浸泡在燃料的海洋中狂欢!
然后说最后一击:你不但要加速到50%光速,还要减速回来,不然你就只有两个结果:
1.变成一颗昂贵的高速动能弹头,隔壁太阳送比邻星的大当量高速动能弹头能一击歼星,比光粒打击壮观多了,光粒打击多小气啊。
2.远远的打个酱油,你大概能肉眼看见比邻星一个小时左右,然后嗖的一下飞没影。
这意味着携带两倍(大雾,许多许多倍)燃料。
懂了么?化学能火箭速度提高到百分之几光速意味着指数增长的能量消耗和燃料消耗。同时意味着能把三体舰队像摁蚂蚁一样摁死的材料科学和文明生产力。你想像下0.5倍光速一粒灰打在飞船上会发生什么,那装甲强度不比水滴强的多了?
这也是为什么光速不可超越,为什么那么大坨粒子加速器消耗辣么多能量用辣么贵的超导环境只能把区区一束粒子束加速到相对论级别,能量是指数增长的。。。也就光子没有质量能到1C。。。
至于核动力。。。太空飞行需要工质的,无工质引擎还是漫威科技。。。屁股后面放核弹的推进操作持续好几年也是神一样的技术。
太阳帆?冥王星轨道外面太阳帆还有推力??
宇宙最可怕的地方就是它太大了,大到让人绝望。深知这一切还努力研究要解决问题的大佬们才是人类真正的勇气的体现。
<hr/>2021.2.19
好多人说我拿化学能算很不合理
我只能说,化学能是我们仅有的东西,在化学能之后看不到下一个可行的技能点。 |