人类技术什么时候能制造一颗死星

人类技术什么时候能制造一颗死星

首页休闲益智炸毁行星更新时间:2024-08-03

死星

DS-1轨道战斗太空站(英语:DS-1 Orbital Battle Station,俗称死星,英语:Death Star)是《星球大战》系列电影中的虚构太空要塞。第一颗死星出现于《星球大战IV:曙光乍现》、《星球大战外传:侠盗一号》中,第二颗未完工的死星二号则是出现在《星球大战VI:绝地归来》里。

死星是银河帝国制造的终极武器。在《星球大战IV:曙光乍现》的剧情中,莱娅公主带着死星的设计蓝图投靠义军同盟,并要求义军摧毁死星。帝国方面则威胁要摧毁莱娅公主的故乡,以此胁迫莱娅公主背叛义军,最后卢克·天行者成功的摧毁了死星。但是死星一号被摧毁后,帝国又继续建造了死星二号。在《星球大战VI:绝地归来》中,义军趁著死星二号尚未完工时发动奇袭,以蒙·卡拉马里星际巡洋舰“家园一号”带领下,最后也成功的破坏了死星二号。

电影中邪恶的死星空间站只有一颗小卫星的大小,却能炸毁整个星球。但是,有人能建造出这样的末日战争武器吗?

建造这样一个直径75英里,能容纳200万人的空间站,就算再厉害的工程师也需要足够的材料。

马丁·阿彻(Martin Archer)是伦敦玛丽女王大学的一名空间等离子体物理学家,他为这个话题撰写了一篇文章,探讨死星该如何运作。

在《星球大战》的故事中,直径120公里(75英里)的死星是用四安钢(一种虚构的金属合金)制造的,包括200万帝国人,有军官、冲天兵和领航员。

“我很激动能看到《侠盗一号:星球大战传说》,它讲述了星球大战原版开场爬行中总结的故事。”

这是一个关于叛军如何窃取原“死星”计划的故事——一个小卫星大小的空间站,拥有足以摧毁一颗行星的强大能力。

如果我们能搞到这些计划,我们能建造一个类似的堡垒吗?

我决定试着弄清楚死亡之星是如何工作的。

那么这可以在现实中实现吗?

我们先不管材料的需求是否过大。

例如,以目前的钢铁生产速度,需要182倍于当前宇宙年龄的钢铁才能积累足够的储量。

从概念上讲,我更关心的是如何为这样一个巨大的武器空间站提供动力,以及如何给船上的每个人提供重力。

我们传统的技术可能无法解决这个问题,国际空间站每m³的需要大约0.75 w的功率,它们由8个太阳能电方阵提供,长112英尺(34米)宽39英尺(12米)。

圣路易斯的华盛顿大学电气与系统工程系助理教授估算了去年《星球大战》里虚构的恩多战役的经济损失。

扎卡里·范斯坦博士(Zachary Feinstein)以杰拉尔德·福特号航空母舰为模型,计算出这两颗被摧毁的死星将分别花费19.3万亿美元和4.19万亿美元。

为了防止全面崩溃,银河系的4.6万亿美元至少有15%需要救助。

为了进行计算,范斯坦将经济建模和系统风险分析应用于银河系的费用。

即使我们用100%有效的太阳能电池板覆盖更大的死星,我们仍然是国际空间站。更不用说,如果我们把空间站移得离太阳更远,电力就会严重减少。

技术、资金、材料、可用性、生存性等都无法满足

美国白宫回复:《这不是你们期待的请愿书结果》

政府已经了解了你们对于创造就业机会和增强国防实力的愿望,但是我们不可能建造“死星”。原因如下:

1.据估算,“死星”的建设成本将高达850万万亿美元。我们正努力减少赤字,而不是增加赤字。

2.政府不支持摧毁行星的做法。

3.为什么我们要花费纳税人的钱去建造一个仅用单人飞船就能摧毁的“死星”呢?

具体研究如下:

1.天文数字的材料

死星直径大120千米,用料由美国宾夕法尼亚州的大学生算出。假设用最便宜的钢材建造(其实昂贵的轻质合金才是主流),假设钢铁结构比例与现代战舰相仿,将用去1080万亿吨钢,需833315年炼制,花费85万万亿美元。这么多铁,除非到了星际旅行时代,抓个富铁小行星,否则没戏。

看来我们最后还是要抓一颗小行星,挖空了做死星,要是觉得太丑,可以附上一层钢板,就像塞伯坦星球。

2.原材料的入轨与装配

基于现在的技术,想造死星,只有从地球发射到太空,在轨道上装配。死星,质量太大,引力太大,离地球太近,会引发灾难性潮汐;死星体积太大,受稀薄大气减速明显,最适合死星的装配轨道是3.6万千米的同步轨道。

光是想把1080万亿吨钢铁结构送入太空就是不可能的任务,更别说轨道越高,运力越小。组装一个才重419吨的国际空间站就要花费16个大国14年,死星呢?除此以外,那些宇航员生存、工作需要的物品也要运上去,要多少航天器才够,这是无法想象的。

3.四大技术难题之超级激光炮

激光炮是死星的主要武器,是死星存在的意义,死星就是一台可以移动的超级激光炮。死星的激光炮可以令行星内部气化而爆炸。目前最强大的激光器是美国用于激光约束核聚变的“国家点火装置”,可以将200万焦耳的能力集中到一个2mm直径的冷冻氢球,制造1亿度的高温。200万焦耳实在太少,仅仅相当于一个2千瓦的电水壶工作16.67分钟。看来要气化行星内部,要来n个国家点火装置,反正死星够大。

4.四大技术难题之离子推进系统

死星是靠呈网状分布的离子发动机阵列前进的,这是一种喷射等离子体推进的发动机,但是现有的只有200千瓦的样机,只相当于一辆越野车的动力。要想让死星前进,或许死星表面全都是离子发动机了,可能还不够。

5.四大技术难题之人工环境

据电影设定,至少一百多万人,死星才能基本运作,死星可以容纳超过10亿人工作。目前,宇航员在国际空间站一年就会消耗四五吨物资,死星呢?

当然,死星肯定不会只依赖外界输送物资,肯定有本身的自循环生态系统,现有最好的“生物圈二号”只供给7人,尚且失败了,我们又如何相信能造出庞大到难以想象的死星自循环生态系统。

6.四大技术难题之超物质反应器

死星有10000门涡轮激光排炮、2500门激光加农炮、2500门离子加农炮和768台牵引光束发射器,要为如此强大的火力提供动力,死星的超物质反应器需要有极强的功率。

超物质反应器是利用核聚变提供动力的,目前,人类连可控核聚变都无法掌握,更不用说作为动力源了。或许未来我们掌握了可控核聚变动力,海水里氢的同位素和月球的氦-3都是不错的来源,但是反应堆和激光器总要冷却吧,太空中没有空气散热,只能辐射散热,如此强大的超物质反应器和超级激光炮就不怕过热。现有的技术只能用水冷,那么多的水从哪来。

说个笑话,死星来过太阳系,抽干了火星,提炼了氢的同位素的海水成了冷却剂,现在你明白为什么火星成了现在这样子了吧。

7.死星的死穴

死星是一种威慑性战略武器,不动则已,一击必*,类似核武器,要是真造出来,干什么?难得打敌对国,死星可以毁灭行星,难道要同归于尽;要是用于抵御外星文明入侵呢?

死星可以搭载7200艘星际战机、4艘防卫巡洋舰、3600艘进攻穿梭机、1400辆AT-AT、1400辆AT-ST、1860艘空降船等等。建造一个死星完全可以打造一个太空舰队,我们完全没必要把鸡蛋放在一个篮子里,要是死星完了,地球就完了。

死星相当于太空版战列舰,大炮巨舰主意,它装甲厚重、火力威猛,但是遇到类似航母的战舰以及舰载机,就毫无招架之力了。电影里的死星就是因为过于笨重,不易防御多个方向的饱和攻击,而被小巧灵活的太空战机炸毁的。

《星球大战:侠盗一号》讲述了反叛者如何窃取原“死星”计划的故事。“死星”是一个月球大小的空间站,拥有足以摧毁一颗行星的强大武器。上图是影片中众多“暴风兵”反派之一

你可能会认为,我们可以从科幻名著《2001太空漫游》中汲取重力方面经验,只要旋转死星,通过离心力创造出人工重力就行了。

要复制地球上的重力(9.81米每秒平方或1g),空间站只需要每3.5分钟旋转一次,这听起来并不荒谬。

但是2001年空间站呈环形是有原因的,离心力与圆路径的半径成正比,当你往空间站中心或两极移动时,这个半径会减小,这意味着人造重力会开始消失。

如果重力确实是这样产生的,那么死星的球形设计存在问题了。

如果死星的核心是人造星呢?也许一直以来线索就在名字里。

重力问题真的能解决吗?

这要使空间站类似戴森球体,就像物理学家弗里曼·戴森(Freeman Dyson)设想的那样,一种技术上的巨型结构,先进文明利用来自恒星的所有能量或许能够建造它。

然而,由于重力作用,刚性壳体的戴森球在承受巨大的应力时往往会遇到问题。即使这个球体没有被撕裂,一个小小的推力就足以让它撞向恒星。

死星反应堆内部的压力是巨大的。人造恒星自身的引力不足以容纳聚变等离子体,因此我们需要一些额外的东西

但戴森球体通常被认为是地球绕太阳公转轨道的大小,对于一个小得多的死星,戴森球的大部分问题都会消失,这个直径13.2公里的反应堆核心只需要比我们的月球少370倍的质量。

结果是,虽然钢铁和钛在这些条件下几乎会失效,但神奇的材料石墨烯,可以很容易地承受所需要的引力。

而我们实际上并不需要在空间站中心弄一颗真正的恒星——未来的核聚变技术很容易就能提供足够的能量。

虽然目前我们倾向于投入更多的能量而不是用聚变实验得到的,许多等离子体物理学家认为关键是要大,并希望ITER实验——一个奥林匹克游泳池三分之一的体积——在这方面会扭转局势。

如果成功的话,我们预计死星的能量是整个人类消耗能量的200万倍。

但仍然存在一些问题。死星反应堆内部的压力将是巨大的。

人造恒星自身的引力不足以容纳聚变等离子体,因此我们需要一些额外的东西。

正如我们对激光剑见解学到的,磁场可以提供解决方案。

唯一的障碍是,我们需要一些宇宙中最强的磁场——比我们地球创造的磁场大一百万倍,与磁星的磁场相当——这是一种具有极强磁场的中子星。

除非我能搞定这些方案,否则看来我得重新开始了。

土卫一

死星

还有一个细节:从某些角度看,死星和土卫一极其相似。但这只是一种纯粹的巧合,因为在土卫一的第一张照片传回地球的三年前,《星球大战IV:新希望》就已经上映了。

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