北京时间7月24日零时,美国宇航局官员发布了一则轰动性新闻:他们发现了——开普勒452 b——离地球最近的“双子行星”。这是迄今为止发现的离地球最近的双子行星。它可能有大气和流动的水。当时,公众强烈抗议,不管是不是科幻爱好者,在这个时候想出了同一个词:“太空移民”。甚至有些人已经开始思考地球上的风景。会不会有另一个像人类一样生活在上面的智慧生物?

然而,科学家们还说,这颗行星距离我们大约1400光年,这意味着即使是光也要不停地走1000多年才能到达它,更不用说我们落后的飞机了。因此,探险和移民都可以被释放。人类寿命很短,要在太空中有所作为真的不容易。事实上,即使离我们不远,只是距离我们的探索近邻,太空旅行也是一项非常困难的任务。

近地太空旅行的障碍

最大的障碍可以用一个词来概括:钱。

早在1969年,我们的宇航员就已经发誓要探索太阳系。尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林刚刚登陆月球,人们梦想着登陆火星和更远的星球。似乎我们正站在星星的门口。人类正在进入一个新时代。然后,梦想破灭了。

正如科幻作家艾萨克·阿西莫夫曾经写道的那样,我们触地得分,拿起足球回家了。今天,最初的土星助推火箭要么在博物馆里闲置,要么在垃圾堆里慢慢腐烂。整整一代顶尖火箭专家都被解散了。太空竞赛的势头逐渐消失了。今天,你只能在布满灰尘的历史文献中找到月球漂移的数据。

到底发生了什么?太多了,包括越南战争和水门事件,这些都是客观上有影响的重大事件。然而,底线是“成本”这个词。

有时候,我们忘记了一件事:太空旅行是昂贵的,非常昂贵。将一公斤重的物体送入低地球轨道的成本高达2万美元。要登上月球,成本将上升到近20万美元。为了到达火星,这个数字将飙升至2000万美元(大约相当于一颗成年人体重两倍的钻石的价格)。因此,即使是像美国和前苏联这样的超级大国,几十年也无法承受如此高的价格。

不幸的是,为了完成太空航行,有一个艰难的目标必须跨越,那就是300多年前写的牛顿物理定律。根据万有引力定律,为了把一个物体送入低地球轨道,你必须以7.9千米/秒(第一宇宙速度)的速度发射它。要将它送入外层空间并摆脱地球引力场,你必须以11.2公里/秒(第二宇宙的速度)的速度推动它。为了走得更远并逃离太阳系,飞机甚至需要达到第三宇宙速度。考虑到每个力都有大小相等方向相反的反作用力,这个力从哪里来?只有人类能想到方法。因此,从牛顿定律到计算太空旅行的成本,只有一个简单的步骤——除了成本之外,没有任何工程定律或物理定律会阻止我们探索太阳系。

更令人遗憾的是,火箭有自己的重量,必须携带自己的燃料,这直接导致重量增加。此外,太空中没有氧气,所以火箭还必须携带自己的氧气罐和氯气罐——这个东西看起来是空的,如果它真的被称重了,它的重量就不小了。与这些东西相比,最重要的宇航员和相关的科学研究设备只有很小的重量。

由此也可以看出,目前载人航空技术的性价比太低。随着航行距离的延长,燃油会相应增加,并且这个比例会继续下降。如果你想去一个1000光年以外的目标,你负担不起飙升的成本,更不用说寿命了。

因此,我们必须找到新的方法。