以當前技術水平向太陽系外行星發射探測器可以成功嗎?

時間 2021-05-31 01:10:07

1樓:autoqwe

如果不計時間,不記成本,還得加上大量天馬行空的技術方案,只考慮科技水平,應該是可行的。

首先發射乙個能自己建造基地的機械人,這個基地的功能就是製造更多的這種機械人並且發射到鄰近的星系上。新一代機械人再造新的基地。子子孫孫無窮匱也。

看起來很美,可是~整個人類文明這麼大的基地都造不出乙個能發射到比鄰星的機械人呢~

2樓:拼音佳佳

首先得要受控核聚變吧,能源問題只有這個有解.

然後就是弄一顆小行星,以之為探測器的載體,可能要靠譜一些,很多東西就地生產,幾乎可以無限延長無故障工作時間.

3樓:逃走的桃子在深空

基於傳統技術是不可行的,但是基於雷射光帆的話目前有可能實現。

1.能源

雷射光帆可利用地面雷射的能量,也可以自帶核動力,前面的回答對此描述不夠好。同位素電池,熱電偶形式的空間堆,液態金屬迴路堆,還有中國正在發展的熱離子堆,效率要提公升到70%,可靠性更好。關鍵是,光帆能達到0.

1c的速度,1400光年去不了,臨近的沒問題。

2.輻射

這是沒有問題的,光帆前往比鄰星,40年時間,宇宙輻射還不至於造成徹底損傷。

3.導航與軌道控制

對於雷射光帆這恰恰是技術難點,大型光帆怎麼展開,怎麼控制雷射發散角,對著遙遠光帆發射雷射還需要複雜的瞄準系統(動對動)。對於雷射光帆而言加速容易減速難,現在的想法是同時搞次傘與主傘,一開始一起被加速,到了其他星系主次傘分離,主傘要把光反射到次傘上使其減速,與此同時自己加速逃逸,這何其困難(ofweek上的人只想賣雷射器嗎說得那麼簡單)

4.通訊

星際通訊是極其困難的,不僅慢,而且越遠天線越大。自由空間雷射通訊可以緩解這個問題,而且別忘了,雷射光帆本身就可以當做巨型天線。當然長遠的看,實現自動控制才是治本之策。

總之,想到其他太陽旁邊放衛星,光帆是目前最有可能的辦法。

多有錯漏,新手求指正求勾搭

4樓:鸑鷟鵷鶵

不能,不要總想弄個大問題,深空探測也是要按照基本法的,

無論是現在還是未來,MTBF「Mean Time Between Failure平均無故障時間」就超級不夠,以下每一點,最終都會無解的卡在MTBF上,畢竟MTTR「Mean Time To Repair平均修復時間」=+∞,剩下的只有扯淡了。

1.定位和航線。

這個問題不大,其實現有的深空探測器都裝備了測星的裝置,體積不大,耗能不高,卻可以儲存數千顆天體的天經座標,用於校正自己的軌道。

至於大的航線的校正麼,可以通過星地通訊來調整,反正也不需要是實時的。例如最近飛掠冥王星的「新視野號」,其下乙個目標是地面通過分析「新視野號」上的儀器資料來確定下乙個值得飛掠的天體的。

2.能源。

能源是不夠的,而且是遠遠不夠,目前唯一的解決方式是核能。只是,核電站是做不到那麼小的,目前採用的核電池技術效率低下。要飛那麼遠,半衰期短的一會就沒能量了,目前最普遍的Pu-238半衰期才88年,因此需要選用半衰期很長的原料,但是這樣同等摩爾數的原料,單位時間衰變的原子核變少了,因此釋放的能量也少,需要裝備大量的原料,對於太空飛行器來說是個沉重的負擔。

目前幾乎很少有人去考慮長半衰期做原料這個事情。

你說未來核電池的改進,我可以告訴你MTBF不夠;

你說小型核電站未來能實現,我可以告訴你MTBF不夠;

解決能源問題?看未來物理學的發展了。

3.通訊。

無線通訊能夠被廣泛應用的乙個基礎在於,無線通訊相對於傳輸距離大體是對數衰減。相比之下有線通訊的訊號功率衰減和傳輸距離成正比例,這是難以忍受的,於是被迫隔一段距離中繼放大。因此,雖然傳輸距離要遠了好幾個量級,但訊號並沒有衰減到這樣乙個量級。

因此,在一定距離範圍內,地球上需要做的就是造一口巨大無比的拋物面天線好了,至於你問我直徑700m的天線怎麼做,我覺得還是問結構工程師吧。

另乙個需要了解的是通訊最小接收功率有個理論上的最小值,基本上相當於白雜訊的功率值,低於或等於這個值的訊號沒有任何意義,就是雜訊。

有人可能會說,你可以提高發射功率啊,是啊,反過來可是指數增長的。

4.防輻射。

實際上大多是那些對輻射敏感的元件,比如CMOS器件,在高能粒子擾動下可能發生單粒子翻轉效應或閂鎖效應。有可能單一的CMOS受變化不影響整個系統。因此輻射上通常考慮統計上的結果,因此主要考慮輻射總劑量和瞬時最大輻射劑量。

但是,如此長時間的暴露在太陽風和宇宙射線中,輻射總劑量會大幅公升高,即發生翻轉或閂鎖的CMOS數量和概率都會大幅提公升。因此這些器件的MTBF並不變,但是我們的時間太長了。

哦,最重要的當屬動力問題了,推力不足,龜速,沒有那麼多地方放燃料,就醬。

5樓:

理論上來說是可以的,可以用數個較小的有防輻射功能的通訊工具。然後就放出去,先作為關閉狀態,記錄變軌時間和方向。然後被星球引力捕獲後再工作。是可以夠用的

6樓:

排除能源問題、技術問題,我覺得,也不能水平發射吧……怎麼也得垂直發射……水平發射的是飛彈……

抖個機靈……要是題目改了,就摺疊了吧

7樓:文刀

回答第三點通訊,雙向通迅的難點在於建立通迅並解碼,也就是解算出編碼指令,但其實並不需要真正意義上的實時通訊。所以真正難以解決的問題是,那麼長距離傳輸過來的訊號太微弱了,完全被淹沒在雜訊裡面,從雜訊裡面提取出有用訊號是目前通訊應答機正在攻克的技術難點。以中國目前技術水平,原理樣機可以做到接近美國技術指標,但實現工程化其實還有很長一段路要走。

特別要說的是,這樣的專案沒有太多的經濟效益,如果能產生一定的經濟效益或者是政治影響也得是投入大量人力物力後的一二十年後,所以完全只能靠國家經費,國家也在以觀望的態度因為投很多個億最後也可能會打水漂,所以我們工程化的進展速度還是比較慢的。

8樓:alex

雖然從事航天工程和空間物理研究,但軌道和衛星通訊並不是我的研究領域,只能嘗試以以往工作中了解到的情況解答。

飛出太陽系完全可以,NASA已經實現了。

定位和導航太陽系內可以靠星敏感器,飛出太陽系應該可以靠脈衝星導航之類新技術,也是目前的研究熱點。題主提到的因為不知道系外行星位置需要不斷尋找這個問題比較複雜,一是能夠在茫茫宇宙中尋找行星的望遠鏡必然需要大的視場角和高的解析度,這就要求望遠鏡的體積和重量較大,衛星的負荷就會很大,這對於深空探測是很不利的;二,一般深空探測時需要利用行星的引力來加速,其餘時間就慢慢飄,需要的能源並不多,但如果要根據尋找到的目標主動調整軌道就需要額外的能源了,這就牽扯了第二個問題。而且我不清楚現在能不能實現根據發現的目標實時計算軌道並進行調整,這個應該很複雜,還可能牽扯到減速剎車的問題,這就更難了,主要是需要的能量很多,對衛星資源和結構的要求更高。

能源問題,飛出太陽系後靠太陽能電池陣是不太現實的,接收不到Sunny不說,電池陣的效率也會逐年下降。目前研究的光壓驅動、太陽風驅動等新技術也需要太陽提供輸入。核動力還是相對可行的技術。

通訊問題,前面答案已經提到,接收訊號還可以實現,遙控很難。時延是其中乙個關鍵問題,還得靠飛行器自身的自動控制。

輻射問題相對容易解決。深空中飛行的飛行器比近地軌道的飛行器受到的輻射更少。近地軌道主要是因為地球磁場約束形成的內外輻射帶帶來的高能輻射使得衛星壽命不能太長,反而像SOHO衛星這種遠離地球磁場的衛星可以輕鬆工作20年。

旅行者號也是一樣的。星際旅行的飛行器只要做好遮蔽,輻射不是問題。反而惡劣的溫度是乙個嚴峻的考驗。

沒有Sunny溫度會急劇下降,利用核動力提供熱源可能是乙個解決途徑。

9樓:詩與星空

飛出去沒問題,旅行者1、2號,新視野號都是奔著太陽系外部的。抵達就要兩種說法了:硬著陸的話,運氣好應該可以;軟著陸就不靠譜了,太陽系內尚且做不到每個探測器都能「軟著陸」,外星系就基本沒有可能了。

10樓:曰貓耗子

受邀,之前眼神不好,看成飛出銀河系,還扯了半天^O^,單純的太陽系,是指多大的太陽系?海王星算太陽系的邊緣?柯伊伯帶算?

還是說太陽能照到的地方?太陽引力的範圍?如果就可觀察到的柯伊伯帶為論,飛出去對於現在的全體人類來說已經沒有什麼技術上的難度,唯一的看願意不願意花這個錢跟精力問題,因為飛出去,成本高,沒什麼收益而已

1.定位導航

太陽系內的行星除了悲催的冥王星最近被證實了之前被誤解的資訊,其它的有關導航的已經被解決。飛出去的路線不成問題^O^,至於圍繞太陽系的柯伊伯帶,看上去無數個小碎片,實際上飛行上碰到的機率幾乎沒有,要不特意導航,比在大海浬找個針難的多了去了。

2.能源

核能,跑不了的,到個月球太陽能還能管用,跑到木星的化太陽能轉換率太低了,基本是考慮核能,而且這個已經在老美實現了,國內的化也有,就是小型化問題。

3.通訊

通訊也沒問,飛出去的話,基本不是喝茶能等到的,前期路線規劃好,後面的通訊無非是等拍到了什麼^O^

4.防輻射

這個問題也不大,最大的輻射源是太陽,遠離他而去,唯一的問題是元器件壽命問題:)

補充,新地平線號已經在7月飛過冥王星

11樓:

飛出太陽系並不難——「旅行者」已經做到了。

定位問題,操作的延遲就非常大。但是對軌跡進行校正的時候時間尺度可以放的很大,考慮好延遲帶來的影響傳送修正軌道的指令,還是可以比較精準地飛向其他某個星系的。

但是到了其他星系以後這個時間的尺度就變成以年計,在指令和訊號來回的時候就已經發生了非常大的偏差了。這就需要探測器有自主校正軌道的能力。尋找到行星並不是很難,有合適的探測器再做分析。

然後分析推出乙個合適的修正軌道的方案。

所以大概就是我們瞄準乙個大致方向丟出去,然後探測器自己找到準確方向。

能源問題,執行幾百年的電池應該已經有了;變軌的時候需要的功率,可以通過有預見性的安排變軌方案降低,盡量早而精確的變軌可以用更小的功率完成——反正只要能掠過行星就能完成探測任務了,不需要在短時間之內使軌道發生很大變動(減速圓軌什麼的)。

通訊問題,從其他星系傳送的訊號也是可以接受得到的;實時性的問題上面講過了,主要靠探測器自主行動。

防輻射問題不是最需要擔心的,需要擔心的是,探測器的各個器件的工作壽命。而且探測器的軟體如果有bug,有百年、千年的時間來給bug爆發的機會。

我不是專業人士,感覺是如果現在人類不計代價,爆發一下技術能力應該是能做到的。

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仔細想想2023年飛3光年都需要千分之一光速,這速度太大了,且不說加速需要多少時間多少燃料,這麼快能不能來得及做點探測,要能瞄準行星都有點難啊

人類現在的技術水平,能否飛出太陽系?

並不可以活著出去。想要出去要麼等物理上的時代的飛躍,也就是說我們未來有一天,就像我們發現萬有引力是侷限的思考而提出相對論一樣,發現相對論也是侷限的思考而提出一種新的框架。或者人類實現自我進化,獲取自由意志,擺脫自然進化出的基於大分子有機物的脆弱軀殼。我個人認為後者的突破實現 飛出太陽系 的可能性更大...

當前仿製古董的技術水平有多高?

李井樹 不是假不假,在當時相當於乙個質量相當的東西,比如你是官窯出來的,另乙個是名窯出來的就是不一樣,就這樣說吧比如你買一雙耐克,質量可能還不如莆田的但你這個莆田就是假貨。 國寶幫那幫人,可以堂而皇之的拿工藝品都算不上的贗品,打著華夏瑰寶的名頭招搖撞騙。稍有常識的人,都可以看出他們的東西不對。結果是...

為什麼我們至今仍無力向太陽系所有行星發射探測器?

最主要還是錢的問題。美國蘇聯第一次發射行星探測器都是上世紀六十年代了,中國那個時候國民經濟不行,根本沒錢沒精力搞。到現在CNSA經費都是NASA的零頭,天問一號算省錢的了。當然,探測內太陽系容易,但是天王海王星因為需要引力彈弓比較考驗時機。1977年行星位置不錯,所以旅行者二號就遍歷了木星土星天王星...