人類能否登陸太陽實地考察,還要多久可以具備這種能力…


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人類能否登陸太陽實地考察,還要多久可以具備這種能力?

這是基於回答網友類似問題。我認為,至少在可預見的未來,人類無法登陸太陽類的恆星。

  • 因為登陸這樣的恆星,至少要克服三大困難。

首先要克服高溫。目前已知地球上任何物質都無法抵禦太陽表面6000K高溫,更別說核心1500萬K溫度了,因此如果沒有抵禦這種高溫的飛船和設施,還沒到達太陽表面就會被氣化了;實際上太陽表面溫度雖然只有幾千度,但日冕(就是那些輻射飄逸起來的氣體)溫度可高達100萬度。

其次要抵禦太陽重力。太陽表面重力是地球的28倍,因此地球上1kg質量的東西,到了太陽表面就有28kg的重量,假設1個人質量為65kg,宇航服質量為100kg,人在宇航服裡面在太陽總重量就達到4620kg,這種重量別說移動,就是站立也沒有辦法,血液也無法回流到心臟和大腦,很快死翹翹。

第三,太陽表面沒有落腳點。太陽是由熾熱的氣體組成,其主要成分是氫和氦。太陽的平均密度為1.4g/cm^3,這個密度是水的1.4倍,和蜂蜜、硝酸的密度差不多,這種密度的固體極少,木頭一般低於這種密度。

太陽是一個巨大的天體,質量為地球的33萬倍,體積約地球的130萬倍,在引力作用下,太陽核心密度很高,達到160g/cm^3,是地球鋼鐵密度20多倍,是黃金密度的8倍多。而在太陽表面,大氣啊密度只有0.2g/m^3,只有地球海平面大氣密度約1/6000。

在這樣一個密度下,怎麼立足?如果人類登陸到太陽的設施還沒有被氣化的話,只能夠隨著核心引力不斷地墜落,向太陽中心進發。隨著掉入光球層以下,進入對流層,輻射區溫度越來越高,壓力越來越大,核心壓力達到3000億個地球海平面大氣壓強。

  • 迄今為止,人類還沒有克服上述問題的能力。

有人可能認為,人類不是在弄可控核聚變嗎?那個溫度可是達到了1億攝氏度啊。而且有資料常說,在大型強子對撞機裡,已經模擬了宇宙大爆炸1/1000秒時的高溫高密狀態,那個溫度不是達到10萬億攝氏度嗎?這麼高的溫度是什麼材料製造的容器包裹著呢?

現在我告訴你,這種溫度沒有任何容器能夠盛裝,而是在一個看不見摸不著的磁力阱中發生。可控核聚變有三種約束方式,即重力約束、慣性約束、磁約束,這些約束都是利用看不見摸不著的“力”,把核聚變的高溫等離子體約束在磁場中心,不讓它接觸任何容器表面。現在可控核聚變試驗主要採用磁約束,就是利用超導線圈形成一個高度真空的磁力陷阱,等離子體是帶電的,在磁約束下就會被鎖在其中。

而對撞機裡的同樣是製造高度真空的磁力阱,而且對撞的只是粒子束,那種極高溫度只是極短的一瞬間,且總能量並不大,因此只可意會不可言傳,需要高精密儀器捕捉,並通過數學建模才能夠計算出其發生的溫度。

那麼未來人類到太陽可以用磁力或其他力,在飛船外形成一種“場”來隔離高溫嗎?現在即便從理論上也沒有可能,更別說實踐了。由此這個難題還無法解決。

而要克服重力就必須製造一種反重力。在標準物理模型中,重力G等於物體質量乘以物體的重力加速度g,也就是G=mg。當重力加速度不變時,重力大小主要取決於物體的質量,質量越大,引力導致的重力也就越大。科學設想的反重力就是給物體一個反作用力,當物體反作用力大於物體重力時,這個物體就可以脫離環境重力,達到一個平衡。比如在地球上就可以懸浮在空中,不會被地球引力所拉扯下來,在太陽上當然也會如此。

但這種設想目前還只是處於科幻階段,所有科研機構的試驗都沒有獲得成功。傳統主流科學界認為,反重力系統是不會存在的。但現在仍有一些科研機構正在屢戰屢敗的嘗試,如NASA和波音公司等。

如果上述兩個問題能夠有所突破,未來登陸太陽就不會成為問題。既然已經克服了高溫和重力,那密度也就不成問題了,人類就可以漂浮在太陽大氣層,以及深入到各個層面進行考察了。

  • 目前人類對太陽的考察,最近只能到達距表面約600萬千米。

準備做這個嘗試的是NASA發射的帕克太陽探測器。這個探測器於2018年8月12日在美國佛羅里達州卡納維拉爾角的航天基地,用德爾塔IV型重型火箭發射成功。帕克號是人類有史以來第一個最靠近太陽,在日冕層撫摸太陽的恆星探測器,而且是飛行最快的人造飛行器。

帕克探測器採取圍繞金星到太陽的橢圓軌道,利用引力彈弓效應提速,並逐次降低與太陽表面距離的方式探測太陽。 2018年11月5日,帕克號第一次飛躍近日點,距太陽表面約2410萬千米,這已經是有史以來最靠近太陽了,是水星與太陽距離的約三分之一;2020年1月29日,帕克號第四次飛躍近日點,此時距離太陽表面為1867萬千米。

帕克號任務最終會有24次到達太陽近日點,一次比一次靠近太陽,速度也會越來越快。現在帕克號的速度已經達到40萬千米/h,也就是每秒達到111千米,成為最快的人造飛行器了。到2024年12月,帕克號將最後一次到達近日點時,屆時距離太陽表面只有約616萬千米,速度可達每秒200千米。

屆時,帕克號需要耐受太陽輻射1400攝氏度的高溫,主要依靠安裝在底部厚達11.4cm的碳複合材料隔熱罩保護,探測器在外部1400攝氏度高溫環境下,內部器件能夠保持略高於室溫的狀態,最終完成探測任務。

  • 太陽與人類生存密切相關,必須弄清楚。

地球和太陽已經存在46億年了,基本上還算是和平相處。地球生命的孕育和演化,完全依靠太陽提供的能量,沒了太陽或太陽有什麼巨大變故,生命就將毀滅。所謂萬物生長靠太陽,這話一點水分都沒有。

雖然這幾十億年太陽一直與地球和平共處,似乎沒有什麼大的波折,但小的波折還是有的,地球物種受到多次打擊,滅絕又重啟,雖然與其他宇宙事件緊密相連,但在很多情況下,與太陽也是脫不了乾系的。太陽稍微多爆發幾個黑子,或者弄了個大點的耀斑,我把它稱為傷風感冒打了幾個噴嚏,我們地球生命都會吃不了兜著走。

由此太陽對人類生存至關重要,未雨綢繆把它弄清楚,對人類未來的生存具有重大意義。人類目前能力還有限,即便早些知道太陽可能要出大問題,可能也是毫無辦法只能等死。但弄弄清楚,一點小的問題還是可以早點採取防範措施的。現在帕克號已經拍攝回了許多從未見過的太陽表面照片,傳輸回了日冕、太陽風等各種珍貴的數據資料,對人類進一步了解太陽起了重要作用。

對太陽的探索和研究,是現代科學技術最重要的事情之一,未來將變得越來越重要。最終人類是否能夠登上太陽看一看,甚至當太陽出了大毛病時,可以為它把把脈,打幾針解決問題,現在還無法估量。

根據三級宇宙文明設想,人類文明到達二級層次時,就可以應對太陽的任何問題了。現在人類文明還處於0.73級階段,有科學家認為,人類要達到一級文明,還需要200年努力;要達到二級文明,還需要5000年努力。

這也就是說,還需要幾千年,人類才有可能登陸太陽去觀摩那風起雲湧的天堂之火。前提是,在這幾千年的奮鬥中,人類不要被天災人禍所毀滅。

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