石材网

当前位置:首页 > 科技  >  正文

《三体》里面明确说化学燃料火箭是没有前途的,为啥还在往这方面发展?现实情况如何?

你认真动脑子想也可以得出化学能源没有前途的结论,但凡读书到大学水平应该都能想明白。

任何需要消耗的推进方式都不适合星际旅行,这是一个最基本的常识。

但是为什么现在人类还要大力发展化学能源?因为我们科技实际只处于这个阶段,你又不能放弃现在所有的一切进化和学习,因为对于未来的科技来说,可能我们现在连个基本的框架都没有,怎么开始?所有人停止在这一刻吗?

刘慈欣先生在《三体》中说化学火箭没有前途不是没有道理,但这种论断的前提条件是:在小说中人类因为要和三体文明进行决战,所以必须进行“恒星际”远征,注意是“恒星际”远征,也就是跨越两颗恒星之间的距离,化学燃料火箭当然没什么发展的意义。而在现实中,人类还没有这样迫切的需求,所以发展化学火箭对人类而言依然具有重要意义。

第一个问题:化学火箭的优点是什么,人类在现阶段为什么要发展化学火箭?

在现阶段人类为什么要发展化学火箭,这是因为化学火箭利用的是最为传统的化学能,不仅技术门槛低,而且爆发力强、推力大,简单、粗暴。打一个不太恰当的比方,化学火箭就好比是一个大的二踢脚,并不需要多么高的技术,而且理论上只要敢装燃料,就能载的多,飞得远,非常适合人类在现阶段的航天需求。

作为一个刚刚涉足太空的文明,人类目前的航天事业主要还是围绕地球进行,以发射人造地球卫星和小型的载人航天器进行近距离探测为主。所面临的最大难题是如何逃脱地球的引力深井把航天器“送”入太空,而不是进行长时间、长距离的星际远航,这恰恰能发挥化学火箭爆发力强、推力大的优势。在现阶段,人类没有面临像三体文明一样无法克服的天文或地质灾难,也没有面临外星文明的侵略,没有星际移民和跨恒星际航行的迫切需要。因此在现阶段化学火箭尽管落后,从长远来说没有前途,但已经基本能够满足人类需求。在新技术成熟之前,对化学火箭的潜力进行深入挖掘,对人类仍具有很强的现实意义。

第二个问题:化学火箭的缺点是什么,为什么刘慈欣先生在《三体》中认为化学火箭没有前途?

化学火箭的优点其实就是它的缺点,就像燃油车一样,由于使用最为传统的化学能,技术门槛低,就需要一系列更为复杂结构;而爆发力强、推力大则是以巨量的浪费为前提,能量的利用率和推重比很低,投入和产出严重不成正比。以执行阿波罗登月计划的土星5号为例,在发射阶段,第一级火箭2200吨燃料会在点火后2分半的时间全部燃烧干净,只为将第二、三级火箭送入68000米的高度,还出不了大气层。而要彻底逃离地球引力还需要在6分钟的时间内,燃烧第二级火箭近450吨燃料。

由于化学火箭的能量利用率和推重比极低,也就意味着使用化学火箭,想要飞的更快、飞的更远就必须装载更多的燃料。但装载更多的燃料又反过来会加重航天器的自重,消耗更多的燃料,这是一个无法克服的死循环。更要命的是,由于化学能喷射的极限只有十几千米每秒,根据反作用力原理,使用化学燃料推进的航天器最大速度也只能如此,还不到光速的万分之一,不要说进行恒星际远航,就是要从地球飞到火星也需要几个月的时间。

第三个问题:在现阶段人类都研发了什么技术替代化学火箭?

航天其实是一个非常复杂的工程,就现阶段而言人类的航天实际包含两个问题。

第一、是如何逃脱地球的引力深井问题。这也是化学火箭至今仍然无法取代的重要原因,化学火箭虽然落后,但由于技术门槛低,爆发力强、简单粗暴,在未来很长一段时间仍将是人类将航天器送入太空的主要手段。但随着现代航天发射日趋频繁,人类已经开始探索其他更高效、便捷进入太空的手段。《三体》中所提到的太空电梯,就是人类重点的科研方向,有的国家已经对此展开可行性研究,相关配套技术,如纳米材料、电磁弹射等也已经逐步成熟。

第二、在太空中如何对航天器进行加速问题。这其实也包含两个问题:一个是能量源的问题,一个是推进方式的问题。关于能量源虽然大部分人比较看好核聚变,但就现实而言我认为核裂变可能更符合实际情况。这是因为核聚变固然具有能量大、无污染的优点,但距离实用还有相当长的时间,即使技术成熟也需要漫长的时间进行设计优化,以达到小型化装入飞船作为能量源的目的。相反,核裂变尽管有很多缺点,但人类毕竟已经有几十年的使用经验,并且已经成功的将其小型化装入了核潜艇和航空母舰。在未来只要进一步改进,就能作为飞船的动力源。

至于推进方式,现在比较有希望替代化学火箭的是等离子发动机,中国、美国等航天大国不仅都已经成功的研发出了自己的等离子发动机,而且都已经在太空中进行了实验。只是由于目前这种发动机推力较小,从目前来看还不太可能作为人类发射航天器逃逸地球引力的手段,只会用来作为航天器在太空中的推进装置。等离子体的理论喷射速度能达到约300千米每秒,如果这种技术被运用于载人航天,理论上能将人类的宇航速度提升至光速的千分之一。这个速度要跨越恒星还是慢了点,但已经基本能够满足人类探索太阳系内行星的需要。

致力科学、科幻,专注深度,欢迎喜欢科幻的朋友关注:深度科幻!

因为现在还只有化学燃料这种途径发射火箭。可控核聚变遥遥无期,而且人类现在没有遇到外星人入侵这样的事,所以也没必要投入全部资源进行可控核聚变的攻关,因为这样就是战时体制,会造成经济衰退,人民生活水平下降。现在没这个必要,应该循序渐进,扎实推进各方面共同发展。只要可控核聚变还没出来,化学燃料就还有它存在的必然性。

刘慈欣也一再说过,《三体》只是一部科幻小说,他本人只是一个写科幻题材的作家,并不是科学家,所以绝不能将《三体》作为未来科技发展指南。

从现在的角度看,燃油发动机是一百多年前的产物了,虽然现代科技给它添加了很多新的东西,提高了效率与可靠性,但从根子与原理来说,仍然是落后于时代的技术,但为何还是现代运输工具的主要动力提供源?主要原因是科学技术的发展与工程技术的可实现性是相关但并不同步的两个范畴,一般后者会远远落后于前者。

液氢液氧煤油,硼氢化钠、二聚酸二异氰酸酯、二茂铁及其衍生物,四氧化二氮,过氧化氢等等火箭燃料或氧化剂与核燃料蕴含的能量不在一个数量级,因为它们本来就不是一个层次的能量提供形式,但为何还是一直发展化学火箭,而不是研发核能火箭呢?主要原因还是后者的工程可实现性也跟前者不是一个数量级的,在国际政治激烈对抗的时代,国家之间还有可能不计成本投入到这少数前沿对抗领域进行巨量资金支持下的研究,但如今国家民族之间的对抗已经分散在很多层面,呈现不对称对抗的局面,航天只是其中一个方面,政治家自然不必将巨量资金投入到风险极大的核能源火箭的研发中,因此这半个世纪以来,太空运输工具的发展都只是修修补补,没有跨台阶的进步。

因为基础物理停滞不前啊,导致我们的能量使用效率低下,只能使用化学燃料驱动火箭,而安全使用核能在目前还在起步和研究阶段,特别是我国的人造太阳,也就是人工可控核聚变,如果有望成功,则能量使用方式会发生质的改变!到时候可控核聚变 霍尔发驱动器相结合,则有望实现星际旅行!

我来回答这问题。

电影《三体》明确说化学燃料火箭是没有前途,是有科学道理的。说明小说作者,编剧,导演等科技知识广博。

现如今的火箭燃料真是化学燃料。我们知道,化学燃料说白了就是化学元素如C,H,0等构成的,火箭发射并在太空运行要的能量很大,要长时间飞行更是如此。火箭用化学燃料都是液体,都有重量,如果要长途飞行就要更多燃料,这是如今最大问题。

由于科学技术水平限制,如今还没有更好办法替代这一技术。

未来最有可能取代这一燃料的是核能。太阳能也可能为未来火箭的太空运行提供动力。

首先,《三体》是个小说,是小说家编出来的故事,我不太理解这和现代科学研究什么又啥关系?

现代科学技术并不在乎一本小说是怎么说的。

小说家写小说的目的是为了让你娱乐,比如你吃完饭很无聊,闲的不知道干啥,那看一看《三体》这本小说消磨时间,娱乐娱乐是很好的选择。

但是你别把小说当真好么,难道你看了《鬼吹灯》就要跑去盗墓?盗墓被抓住判刑你知道不?

我家5岁的小侄子看动画片都知道是假的,你怎么就能把小说当真了呢?

第二 不要小看化学能,化学能本质上就是电磁能。

化学能实际上是预先储存于物质当中的电磁能量,化学反应实际上就是把这个能量释放出来。

不能因为化学能是人类利用最早的能量就觉得它low,没有前途,这个想法太不科学了。

比如你日常见到的燃烧反应,实际上本质上是利用质子转移时释放的电磁能量的。如果我把燃烧反应换一个中二点的名字,“质子电磁能推进器”,你是不是又觉得很高大上了呢?

况且,电磁相互作用是宇宙中第二强的相互作用,并且有大量的电磁能已经预先存储在物质当中了,我们为啥不加以利用,而去追求其他什么能源呢?

这就好像是你坐在金矿上,但是还要费力到处去摘宝石。

化学能还有很大的潜力可以挖掘,人类目前对化学能的利用率还非常非常低,所以为啥不继续研究,经一步提高能源利用效率呢?

不管客户小说里是怎么编的,我觉得人类还会和化学能打交道很长时间。

化学能源确实不是理想的能源,但现实的情况是目前人类的活动基本上都建立在化学能源的基础上,短时间内很难摆脱;另一方面开发新能源成本高,技术门槛高,投入和产出不能成正比,这就是目前尴尬的境地。不过令人心喜的是我国每年在开发新能源的投入越来越大,越来越深入,也都取得的了一定的突破,随之带来的是能源结构的逐步调整。总之这个事急不得

一千年前有人提出来未来我们都可以坐在烧油的铁房子里,每天日行几千里不停。。。可想一想暂时还是靠骑马靠谱,就大力发展养马业。

直列液冷的活塞航空发动机是没有前途的,为啥二战都是直列液冷发动机的战斗机主打?

因为当时的技术,只有直列液冷发动机效果好技术成熟。

化学能火箭都知道不会是星际旅行的主力为啥都研发,因为只有化学能火箭能在现有技术把人造物送上太空。

上一篇:长征五号发射成功后,中国航天处于世界什么水平?
下一篇:i5-9400 GTX1050ti 4g独显和8g运存能玩吃鸡吗?

猜你喜欢


外星人存在吗 世界上真有外星人吗?

外星人存在吗 世界上真有外星人吗?

外星人真的存在吗?对。我知道的很清楚,只是不能说,因为有些事情,科学家还没有研究出来,它研究不出来,咱就没权利开口。地球上是否真的有外星人的存在?地球上是否真的有外星人存在,答没有,因为地球上住的叫人...

科技 2020-10-29 11:10:39 外星人,人类,地球,陨石,俄罗斯 809
小米中端用三星都会逐片调教,华为为什么高端手机都不在意?

小米中端用三星都会逐片调教,华为为什么高端手机都不在意?

小米是参数党,在你看得到的地方不停的刷新你的观念,很多厂商可能暗自会做这些东西,但可能不会说,针对的客户群体不一样。小米套路就是对自己稍微有优势的地方,不断夸大,避开自己的劣势。华为做的是生态,就算拿苹果和小米比,苹果有很多是比不上小米的,那为什么那么多人还是用的苹果,一个道理。...

数码 2020-10-17 17:11:34 调教,中端,华为,小米,小米科技,手机,三星,数码 508
碳质球粒陨石的组成矿物 顽火辉石球粒陨石价格

碳质球粒陨石的组成矿物 顽火辉石球粒陨石价格

碳质球粒陨石值钱吗?谢谢你的邀请!碳质球粒陨石是非常稀有和珍贵的,所以他们是宝贵的!碳和球粒陨石中含有较多的碳和铁元素。稀有的碳质球粒陨石(目前世界上还不到100块)是高度不平衡的陨石。[碳质球粒陨石·前沿]磁学:微磁学]科学家发现了一些碳质球粒陨石中氨基酸和同位素的变化和差异...

科技 2020-11-20 12:01:35 球粒陨石,陨石,科学 438
为什么只有初中文凭数学不及格的华罗庚变成了数学家?

为什么只有初中文凭数学不及格的华罗庚变成了数学家?

华罗庚本人对初中数学考试成绩不及格这件事情解释过了:华罗庚初中的数学老师叫李月波,书教得很好。但是他并不欣赏华罗庚数学才能,每次考试只给他60几分。华罗庚在初中一年级时,数学是经过补考才及格的。他在回忆这件事时说,“并不是我曾冒犯了我的老师,从而老师故意不给我及格,而是小时候太贪...

科学 2020-10-14 16:39:16 华罗庚,文凭,数学家,不及格,数学,科学 703
悟空问答取消了领域限制,如果回答了其他问题,会影响垂直度吗?如何操作比较好?

悟空问答取消了领域限制,如果回答了其他问题,会影响垂直度吗?如何操作比较好?

这是悟空问答最新改革以后的第2天,创作者可以跨领域回答问题。这是官方公布的消息,是可信可靠的。无论是创作者还是官方,对于未来的发展,大家都是摸着石头过河。笔者借此问答,谈一点自己的猜想--创作者最好不要跨领域回答问题。一、官方放开跨领域创作,但结果不确定官方放开跨领域创作,我猜测...

科技 2020-10-13 18:00:56 垂直度,悟空,问答,取消 127
目前在做抗病毒治疗,肝的部位时常有点疼是怎么回事?

目前在做抗病毒治疗,肝的部位时常有点疼是怎么回事?

目前在做抗病毒治疗,不管是抗丙肝病毒,还是抗乙肝病毒治疗,药物的直接作用也只是抑制病毒复制,不是用来止疼的。通过抑制病毒复制,进而减少或消除病毒诱发的人体强烈免疫反应。这样的话,能防止或减轻肝炎发作,减少肝硬化和肝癌的发生率。抗病毒治疗,正是从疾病的根源上消除肝炎、肝硬化、肝癌三...

健康 2020-10-16 10:27:19 抗病毒,回事,时常,部位,健康,生活 790
iphone基带坏了刷机会怎样 苹果7基带坏了,刷系统就行了?还是得拆修?

iphone基带坏了刷机会怎样 苹果7基带坏了,刷系统就行了?还是得拆修?

苹果7基带坏了,刷系统就行了?还是得拆修?昨天刚修复了一个用于网络通信的系统文件。基带是手机中的一个电路,负责对移动网络中的无线信号进行解调、解扰、解扩和解码,并将最终解码后的数字信号传送给上层处理系统进行处理...

数码 2020-11-17 20:08:59 iphone,手机基带,基带版本,基带,刷机,苹果,电脑 517