反物質引擎的飛船最大速度能達到多少?

時間 2021-05-31 17:09:18

1樓:

我覺得你還要看正反物質湮滅能產生森馬,如果出來的都是中子,那毛用沒有,崩的到處都是,沒法推進飛船,如果是光子,不知道用什麼樣的鏡子才能反射出去

2樓:趙泠

常規加速能達到非常接近真空光速(達到299792457.9999999999公尺每秒以上),但這沒有用。即使不考慮星際塵埃、宇宙線和你這飛船的燃料量(後詳),在非常接近真空光速的常規飛行中,飛船前方的星光光子、背景輻射光子乃至真空中隨機湧現的虛粒子對,對飛船來說都是超高能量粒子,它們和它們產生的級聯粒子立即就會將飛船轟得灰飛煙滅。

正反物質湮滅這所謂最高轉換率也是高了個寂寞。我們附近沒有任何反物質礦藏,想收集飛船用的反物質目前只能用加速器極其低效地製造和用巨大磁場極其低效地收集,二者都是非常虧損能量的。湮滅釋放的伽馬射線無法全部用來加速飛船,而且本身極其危險,需要大量防護而增加飛船的死重。

考慮從燃料製備開始的整個過程,反物質引擎的能量利用效率連化學火箭都不如。現實中我們手頭的反物質只有0.05克反物質的千萬分之一,用人類現在的加速器製造一克反物質需要三萬年。

相不相對論對你這個自殺式航行沒有什麼值得考慮的。犯不著。

對應能用雷射和雷達這樣原始的手段處理的撞擊體,飛船達到20%真空光速就已經很可以了。值得用攔截裝置保護的飛船一般而言不止要加速一次,還會有反覆加減速的需求,要求的速度較大的話,在火箭方程的支配下燃料量很快就會上去了,由於你要挑戰真空光速,膨脹的速度比化學火箭在低速下還嚇人。

反物質引擎的燃料量情況

考慮飛船速度接近真空光速時加速變得困難,設飛船最初質量與最終質量之比為R,最終速度v與真空光速c之比為A,有:

不考慮伽馬射線不能被有效反射等不利因素,R與v的關係是:

R=1.01,v=0.01c

R=1.1,v=0.1c

R=1.5,v=0.38c

R=2,v=0.6c

R=5,v=0.92c

R=10,v=0.98c

將1克物質加速到真空光速的10%,即使是理想的最高效率反射,用正反物質湮滅需要0.05克物質與0.05克反物質,共計0.

1克燃料。如果要加速到真空光速的60%,就需要0.5克物質和0.

5克反物質,共計1克燃料。如果要加速到真空光速的98%,就需要4.5克物質和4.

5克反物質,共計9克燃料。

設我們使用自重10噸的飛船,一次攜帶的燃料量可供加速到最大再減速到停止共計5輪,最大速度定為真空光速的60%,則燃料總質量為10230噸,其中5115噸反物質。且不說這飛船需要怎樣的材料與工程能力,這麼多反物質拿出一小部分就能把人類從地球上抹消,這飛船的問題可遠不止它自己要怎麼造那麼單純。

這飛船的最大速度定為真空光速的10%的話,燃料總質量為15.94噸,其中7.97噸反物質,情況有所改善,但對我們現在的能力來說還是非常不可能。

不過,正反物質湮滅也並不是只產生不好利用的伽馬射線與中微子,其實質子和反質子湮滅的最初產物裡約66.4%是帶電的介子,在其衰變為中微子和渺子之前可以被電磁場偏轉而噴氣;最初產物裡約33.1%是中性介子會在約90阿秒的極短時間內衰變為伽馬射線;其餘的最初產物是伽馬射線。

反物質火箭並不非要建立在驚人的伽馬射線反射技術和中微子操作技術上。

3樓:鵬鵬李李

美國肯特州立大學的科學家們對反物質火箭可以達到的效能進行了計算。他們用計算機軟體模擬粒子在大型強子對撞機中的行為特點,在對撞機內部,一束質子流和一束反質子流迎頭相撞,就會產生巨大的能量。如果以此為基礎可以設計一種引擎裝置,那麼以這種反物質作燃料的飛船的飛行速度將是非常驚人的。

科學家們計算的結果顯示,一艘採用正、反物質湮滅反應驅動的超級飛船,其在太空航行的速度可以達到光速的70%。如果乘坐這樣一艘飛船,從地球出發前往距離最近的一顆恆星比鄰星(即半人馬座α,距離4.2光年)只需要6年時間。

搜了一下,網上的資料顯示,可以達到光速的70%,這是個非常喜人的星際旅行速度;

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