常常在科幻片当中看到那些宏伟壮观的超级太空城或颜值、未来科技感爆表的宇宙战舰,尤其是在读了《三体》之后,更是对未来人类宇宙空间技术的发展充满各种想象。
但我们现在在电影里面看到的都是现成的飞船造型,不会有什么电影去介绍“它们”是怎么建造出来的。
那么问题来了,如果现在人类真的想建造这样的太空飞船、战舰,该怎么、用什么技术去建造呢?
过去常常在想,真的造那么大的玩意发送到太空,得要多大的推进力啊。不可能还是像现在这样,把飞船一艘一艘的发射到太空,然后拼装成空间站的模式。效率太低、空间狭小,也很难做成像电影中那样宏伟壮观的样子。
直到这两年突然兴起的3D打印技术和智能机器(制造)技术,才让我突然觉得:建造规模宏大的外星基地、宇宙飞行器貌似离我们不太遥远了,科幻完全可以照进现实。
这里只着重讨论一下3D打印技术和智能机器(人)技术在建造外星基地、宇宙飞行器方面应用的方法或可行性,其他什么资金成本、通讯技术、曲率驱动引擎等因素不作说明,关键是我也不懂。如果大家觉得有更靠谱的、有意思的想法欢迎留言交流。
过去常常认为“星际飞船”得在地球上建好,然后靠非常牛逼的发动机实现上天入地下海到处飞的效果,现在看来这只适用于小型空间飞行器、穿梭机,而巨型太空城、星际飞船,绝对是要在太空建造才行的。就好像很多万吨级油轮无法停靠在浅海,只能依靠小船来回穿梭于港口和油轮之间进行卸货一样。
而要在太空建造这些庞然大物,靠人力肯定更行不通,这就需要机器人来完成作业(这也是当下社会发展的趋势,各行各业都开始采用机器人工作,太空工程的建设肯定更得靠高度智能化的机器人,因为他们有着无需生命维持系统、可以不间断工作、减少人为失误、误差等一系列优点。)只有这样才能在基础薄弱、环境恶劣的宇宙环境下,把基础保护设施(保护壳)建造好。
用什么样的工程机械来建造形态各异的零件呢,这就运用到了3D打印技术——即快速成型,一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层(增材)打印的方式来构造物体。人类最初需要做的就是将各种类型大大小小的智能机器人和3D打印机以及基础粉末材料送入太空,或者发射到月球,根据程序设定,直接制造出飞船、月球基地建设所需要用到的各种零件,再由机器人完成组装。(目前国际空间站已经实现小型3D打印机制造小型零件的功能。)
当然,最初的形式更可能是在月球人工建立一个规模较小的基地,但如果想建设一个完整、稳定、长期有效的生态循环系统,那对空间的要求必定很高,不过人类又不可能把所有需要的东西都从地球发射过去,那样成本极高。最好的方法就是将机器人与3D打印技术结合起来,利用月球上的矿产资源逐步完成月球基地的空间扩充。
月球有丰富的矿藏,稀有金属的储藏量比地球还多。月球上的岩石主要有三种类型,第一种是富含铁、钛的月海玄武岩;第二种是斜长岩,富含钾、稀土和磷等,而钛合金是现在航空航天飞行器的重要材料,同样也是建造巨型太空船的必备材料。
当然,如何用什么样的机器设备采矿、提炼,也属于机器人的劳务范畴了。
月球基地建设、运转成熟后,就可以依靠基地的支持,在近月轨道开展“太空城”或“巨型飞船”项目建设,而这些规模浩大的工程还是离不开成熟的智能技术和3D打印技术,而且那时候的3D打印机可以说是可以打印太空飞船的巨型打印机了。
这里需要再次强调的是小型的飞行器可以在月球表面或地球表面制造,但巨型的宇宙飞船、太空城一定是悬浮在太空中建造出来的。就像海洋中的巨轮,找不到深水海港,就永远不能靠岸一个道理,巨型宇宙空间飞行器一经建造就不能着陆。如果在月球表面制造出那么大的物件,即使是引力很小的月球,也需要耗费巨大的能量才能达到月球的宇宙逃离速度,而且很有可能在升空过程中产生巨大震动造成飞行器内部结构的损坏。
星际飞船的引擎应该像《三体》里面说的那样,核动力是基础的驱动装备,曲率驱动就靠天才去发明了。也许只能靠三体文明来帮忙了。
当然,如果研制出了反重力引擎(如上图飞碟),那就随便在哪造了~光速飞行的时代咱无法想象~O(∩_∩)O~
微微星尘,浩瀚宇宙,想多了容易觉得生命没啥意思,哈哈~不扯了,就到这吧。
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