探索永远都需要实践,待在家里无论看多少资料,无论望远镜能看多远,都不如亲自走一趟来得直接和实在。宇宙探索更是如此,我们虽然在科学上有较大的突破,对宇宙各种星体,各种现象都有了合理解释,可毕竟没有亲临现场,在没有实践之前一切都只是猜测。

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探索宇宙与我们在地球上探险有本质区别,探索宇宙是一条不归路。宇宙太大了,对于人类个体来说,宇宙大到了星际探索只能是一个单程旅行。最好的结果是,出发时是爷爷在驾驶飞船,回来时是曾孙子在驾驶飞船。宇宙的尺度决定着我们需要突破距离和时间,在没有任何突破空间的手段之前,我们只能依靠多代传承的方式去征服宇宙。那么,征服宇宙的前提条件是必须拥有星际飞船,星际飞船如何建造,又该建造成什么样子呢?

第一点,我们先弄清楚需要建造星际飞船的规模。

星际飞船的规模绝对是空前巨大的,如果我们能加速到光速的10%,并且可以随意加速和减速,那么我们到达比邻星需要40年。就算按照这个时间来计算,星际飞船不停靠,不休息,也需要在宇宙中航行至少40年,而一个来回则是80年,这80年消耗的资源绝对是一个天文数字。

飞船至少需要一个能源加工厂,我们假定飞船使用的是可控核聚变技术,那么燃料就是氢,氢的数量在宇宙中是最多的,并且核聚变的条件也是最低的。所以,能源加工厂用于过滤和提纯以及压缩从气态行星以及宇宙空间中收集的氢。除了能源加工厂外,还需要能源储备仓库,可控核聚变的反应堆和备用反应堆,能源中转设备,差速装置,变速装置以及等离子体发动机,备用发动机等。仅仅动力这一环,需要的面积可能就已经需要好几公里的直径范围。

飞船还需要一个食品加工厂,在宇宙中航行需要吃饭喝水,如果仅靠储备的食物,那么80年的航程我们根本就坚持不下来。食品加工厂除了需要加工食物,还需要种植植物和养殖动物,另外就是需要人工合成蛋白质。也就是说,食品加工需要达到自给自足,并且还得建立食品仓库以及战备食品仓库。这是必不可少的功能区,也是远航的前提,这需要的同样是直径好几公里的面积。

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星际航行中不可控的因素很多,飞船损坏或者部件老化现象一定存在,甚至还可能遭受陨石袭击,或者小行星撞击。修补飞船同样是一个必备环节,80年的航程中,需要更换和维修的零件太多了,仅凭备用零件满足不了需求,所以飞船上还得有零件加工厂,不仅如此,这得是一整条生产线。占用面积自然不小。

除了这些工厂外,星舰是一个母舰,需要很多舰载机。不光是用于防御的战斗型舰载机,还需要探测器,采矿机,运输机等。其规模应该是最大的。保守估计这些舰载机的总数也需要500艘以上,否则无法满足能源补充和采矿需求以及运输能力,这将是星舰中面积占比最大的区域。

星舰搭载的可不是几个人,而是一座城市。生活区,娱乐区,训练区,医疗等,城市中有的星舰上也都必须有,星舰必须是一个全功能母舰。毕竟这是一个需要容纳好几万人生活和工作的宇宙飞船,缺少任何一个环节,造成的后果可能都是非常严重的。从这个角度来看,星舰的规模就非常恐怖了,就算这些设施设备和厂房区域可以多建几层,那么星舰的长度也会超过10-15公里,宽度需要3-5公里,高度同样也会超过3-5公里。

第二点,星舰的形状。

星舰的形状可能并非我们想象中那样,在宇宙中飞行不需要符合空气动力学的规则,宇宙中任何形状都不会产生阻力。星舰的形状需要按照我们的需求来建设,我们追求的是空间最大化,动力更灵活,以及安全性更高的形状。虽然在宇宙中不会有空气阻力,但会遇到陨石和尘埃的撞击,有些陨石直径只有几毫米,几厘米,尘埃更小,但这些东西撞击到星舰上一定会造成很大伤害,所以我们要做的是飞行时减少撞击面。

有两种方案比较合适,一种是细长的形状。在飞行时只有前端会受到撞击,安装一个厚厚的盾可以有效保护飞船。另一种是建造成球型结构,球形结构是空间利用率最高的形状,并且由于是球型,可以采用部分区域自转的方式飞行,这也能为内部空间提供人造重力。我更倾向球型结构,因为更换飞行姿态更方便,发动机也可以在球型结构上移动,达到转向的目的。

第三点,人口配比。

这样规模的星舰,参与人数大概需要2-3万人以上。我们可以将星舰的舰载人数看成一个小型社会,由于航行时间太长,必须形成社会体系才能长时间稳定航行。毕竟这不是一代人能够完成的壮举,所以星舰上需要的是具有各种社会职能的人口。不仅如此,还需要建立学校,研究机构,医疗体系,工业体系,军事体系等,就连男女比例也必须严格设计,婚丧嫁娶在星舰上都是必须存在的。不仅如此,管理体系也很重要,其实一个星舰团队需要按照一个国家体系来建设,否则管理机制崩溃的后果将是极其严重的。

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第四点,与地球文明的关系

星舰上完备的社会体系注定会破坏与地球的从属关系,因为常规意义上的从属关系会随着星舰上人员换代,重要职能人员的更替产生较大的变化。长时间脱离地球社会体系会使星舰的社会体系完全独立,甚至进入敌对状态。这很好理解,如果你就出生在星舰上,你的父母跟你说,你的出生注定是为了地球上的人类服务时,你的心理变化可能无法控制。仅仅是一句“凭什么”,就能让星舰的社会体系完全脱离地球。所以,星舰文明一旦建立,其与地球的从属关系就会改变,建立从属关系的风险极大,而建立平等的联盟关系可能才是最佳选择。

建造星舰的难度很高,不仅需要全球工业的配合,还需要建立新的社会体系,甚至需要创造新的星舰文明。实际上,每一个登上星舰的人都是勇士,因为每个人都很清楚,这是一条不归路。未来人类一定会踏上这条探索之路,人类文明能够走多远,能够创造多大的成就,我们是看不到了。但人类的好奇心始终支撑着我们对宇宙探索的执念,也许是几十年以后,也许需要几百年,漫天星舰飞向宇宙深空的盛况一定会出现。