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『超弦』人类真的能够实现星际旅行吗？什么是世代船？( 二 )


在长达数个世纪的航程中 ， 机组人员将处于假死状态 ， 每隔一段时间就叫醒飞行员修正和维护航线 。 正如他写道:飞行员应该每隔一段时间被唤醒或激活一次 ， 也许是一万年 ， 以便能航行到最近的恒星 ， 一百万年 ， 以便能航行到很远的地方 ， 或者其他星系 。 为了实现这一目标 ， 应该使用一种通过改变辐射物质的重量 。
『超弦』人类真的能够实现星际旅行吗？什么是世代船？
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他还设想原子能可以作为一种能源 ， 但如果做不到这一点 ， 那么利用氢和氧燃料的结合 ， 以及太阳能也就足够了 。 根据他的计算 ， 戈达德估计这些足以使飞船达到4.8至16公里/秒的速度 ， 即17280公里/小时至57936公里/小时或5%至20%的光速 。
“航天理论之父”康斯坦丁·e·齐奥尔科夫斯基(KonstantinE.Tsiolkovsky)在其论文《地球与人类的未来》中也提到了多代宇宙飞船的概念 。 齐奥尔科夫斯基描述了一个自给自足的太空殖民地(“诺亚方舟”) ， 那里的宇航员在数千年后才能到达目的地 。
另一个关于世代船的早期描述是在1929年j·d·伯纳尔(“伯纳尔球体”的发明者)的文章《世界、肉体与魔鬼》中 。 在这篇影响深远的文章中 ， 伯纳尔写到了人类进化及其在太空中的未来 ， 其中包括我们今天称之为“世代船”的船只 。
1946年 ， 波兰裔美国数学家StanislawUlam提出了一种新的想法 ， 称为核脉冲推进(NPP) 。 作为曼哈顿计划(ManhattanProject)的参与者之一 ， 乌兰姆设想了为了太空探索而重新利用核装置的方式 。 1955年 ， 美国国家航空和宇宙航行局(NASA)启动了“猎户座”计划(ProjectOrion) ， 以研究作为深空航行工具的NNP 。 这个项目(从1958年到1963年正式运行)由通用原子学的泰德·泰勒和新泽西州普林斯顿高等研究所的物理学家弗里曼·戴森领导 。 在1963年签署的《有限禁止核试验条约》(LimitedTestBanTreaty)确立了在地球轨道上进行核试验的永久禁令后 ， 朝鲜放弃了核试验 。
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1964年 ， 罗伯特·恩兹曼博士提出了迄今为止最详细的一代飞船概念 ， 此后被称为“恩兹曼星际飞船” 。 他的提议要求建造一艘使用氘燃料来产生聚变反应以达到光速的一小部分的飞船 。 飞船长度为600米(2000英尺) ， 可容纳最初的200名船员(还有扩展空间) 。
20世纪70年代 ， 英国星际学会(BritishInterplanetarySociety)进行了一项名为“代达罗斯计划”(ProjectDaedalus)的星际旅行可行性研究 。 这项研究呼吁创造一个两级融合动力的航天器 ， 它将能够在一个单一的生命周期内到达巴纳德星(距离地球5.9光年) 。 虽然这一概念是为无人飞船 ， 但是这项研究将为未来的载人任务提供思路 。
例如 ， 国际组织“伊卡洛斯星际穿越”(IcarusInterstellar)就试图通过“伊卡洛斯计划”(ProjectIcarus)来重振这一概念 。 伊卡洛斯计划成立于2009年 ， 其志愿科学家希望在21世纪使聚变推进和其他先进的推进方法成为现实 。 也有研究认为反物质是一种推进手段 。 这种方法将涉及在反应室内碰撞氢原子和反氢原子 ， 这提供了难以置信的能量密度和低质量的好处 。 出于这个原因 ， 美国国家航空航天局高级概念研究所(NIAC)正在研究这项技术 ， 作为长期任务的可能手段 。
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2017年至2019年期间 ， 斯特拉斯堡天文台的弗雷德里克·马林博士对世代船的必要参数进行了一系列非常详细的研究——包括最小船员人数、遗传多样性和船的大小 。 在所有的案例中 ， 他和他的同事都依赖于他们自己创造的一种新型的数字软件(称为HERITAGE) 。
在前两项研究中 ， 马林博士和他的同事们进行了模拟实验 ， 结果表明最少需要98人(最多98人) 。 与低温贮藏的精子、卵子和胚胎相结合 ， 以确保存活(但避免过度拥挤)、遗传多样性和到达后的良好健康 。 在第三个研究中,马林博士和另一组研究人员确定,船代需要测量长度320米(1050英尺),224米(735英尺)的半径,并包含至少450m2(~4850英尺2)人造土地的农业 。 这片陆地也将确保船上的水和空气作为小气候的一部分被循环利用 。


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