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探索,在科技方面,因为载人航天技术是科技密集综合性尖端技术,它体现了现代科学技术多个领域的成就,同时又给予现代科学技术各个领域提出了新的发展需求,从而促进和推动整个科学技术的发展,也就是说一个国家载人航天技术的发展,可以反映这个国家的整体科学技术和高技术产业水平,如系统工程、自动控制技术、计算机系统、推进能力、环控生保技术、通信、遥感、测试技术等。”
“这些技术也体现了这个国家的近代力学、天文学、地球科学和空间科学的发展水平,特别是这个国家的航天医学工程的发展水平,如果没有航天医学工程的研究与发展,想要把人送进太空并安全、健康、高效地生活和工作是不可能的。”
“还有就是载人航天的发展能更好地开发太空资源为地球人类造福。现已知浩瀚的太空是人类巨大的宝库,它含有丰富的资源,而载人航天事业是使用通向这个宝库的桥梁,总督察您试想您在太空对地球居高临下,能以各种不同的手段对地球进行观测,它可以比无人的探测和遥感获取更多的信息和资料。”
“而太空工厂的工艺加工几乎成了“魔术”,它在微重力、真空和无对流的条件下,可以制造地球上难以完成的合金材料和“灵丹妙药”以及有关产品。太空工厂的产品或半成品送回地面后,这会是“新的工业革命”。”
范志勇讲了一大堆,话题也越说越偏离能源号,扯到了人类发展上。
“范组长,咱们是不是去别的地方看一看?”
“呃?好!”
幸好张明阳打断了他,不然他能说一天。
出了人员住仓,二人继续往后走,来到了一号厨房,这里的布局跟外面的餐厅厨房有点像,五个灶眼,有烤箱还有微波炉,反正厨具是应有尽有。
“总督察,这是飞船三个餐厅中的一号餐厅,这里可以容纳一百五十人同时进餐。”
“好。”
张明阳走到灶眼前翻了翻,看了看厨具和用餐工具,“范组长,用这个炒菜它不会有烟尘和气味么?”
“这个没问题。”范志勇回答的特别肯定,“总督察,您看这个。”
他指着墙上的一个大显示器,“飞船起飞以后,重力系统和供氧系统都会打开,数据的正常值都会在这里显示。”
“飞船仓内的重力与地球上的重力是一样的,厨房里加工食物产生的烟尘和气味会随着管道储存在一个空箱里,等空箱装满,会隔断管段,将空箱里的废气和废物排出去,绝不会影响内部的氧气值。”
“原来是这样?”张明阳算是开眼了。
厨房看完,二人接着往后走,这时候通道两侧的墙上出现了许多显示器,张明阳看到后问道身后范志勇,“范组长,这这么多显示器是用来干什么的?”
范志勇解释道:“总督察,这是舰员领取每日任务的地方,这周围都是人员住仓,他们每天会根据飞船上的时间安排工作和休息,就是起个提醒作用。”
“奥对了!”说起时间,张明阳一直有个疑问,他问道:“范组长,听说太空中的时间与地球时间不一样,宇航员在太空里会显得特别年轻是不是真的?”
听到这个问题,范志勇笑了起来,他回道:“总督察,这个问题涉及到相对论的时间膨胀效应。不同参照系的时间流逝速率并非完全是一样的,时间是相对的,飞船在太空中相对于地面高速运动,并且他们离地心更远,所受到的地心引力作用比地面上弱,所以太空中的舰员与地面上的人会经历不同的时间流逝速率。”
“根据狭义相对论,对于地球上的人来说,高速运动的航天员所经历的时间放慢了。宇航员在太空中的飞行高度一般为400公里,这意味着他们会以7.7公里/秒的速度相对于地球运动。根据动钟变慢效应,航天员的时间每秒会比地球上慢0.327纳秒,这意味着一天会慢28微秒,一年会慢10毫秒。”
“根据广义相对论,这由于太空中的航天员离地心更远,受到的地心引力作用越弱,所以航天员所经历的时间会更快一些。航天员比地面上的人离地心远了400公里,根据引力时间膨胀效应,航天员的时间每秒会比地球上快0.041纳秒,这意味着一天会快3.5微秒,一年会快1.3毫秒。”
“因此,总得来说,航天员在太空中过得的时间会更慢一些,但这种效应小到可以忽略不计,因为每天才会慢25微秒,一年也就慢9毫秒。”
“如果地球上两个相同年龄的人,有一个在地球上,还有一个去了太空,虽然去了太空那个人回到地球上时,确实会比留在地球上的人年轻一些,但这种效应是可以忽略不计的,因为速度还不够接近光速,并且引力差距也不够极端。”
“所以航天员在太空中不会变得越来越年轻。这只是在地球上的人看来,航天员时间过得更慢一些。但对于航天员自身来说,时间照常流逝,他们的寿命是不会因此而增加。相对论所说的时间差异是不同参照系的比较结果,而非相对于自己。”
张明阳点了点头,算是听明白了。
“哎?对了!”
“范组长,我记得能源号是超光速飞行,那人回来也不会产生变化?”
范志勇这时点了点头,“会,在相对论中,时间流逝是会随着物质速度的加快而减慢的,这就是狭义相对论中的“钟慢效应”。”
“根据公式我可以给你计算一下,如果宇航员以80%的光速飞行,那么他的时间流速就是地球上的0.6倍:地球上过了10年,对宇航员来说只过了6年;如果宇航员的速度接近90%光速,那么地球上的10年,对于宇航员来说更只有4.35年;如果宇航员能够达到光速的99%,地球的10年在宇航员眼中只过了1.4年……”
“同样的,这个问题中的“10年”,也是个相对的时间,要看这10年是哪里的10年。如果问题中的10年是地球上的10年,那么宇航员的年龄,也就根他飞行的实际速度有关:80%光速下26岁,90%光速下24岁,99%光速下21岁……如果问题中的10年是宇航员的10年,那么根据他不同的飞行速度,地球上的时间也过去了16.6年,23年,71年。”
“这时候就出现了我们古人所说的“天上一日,人间一年”,确实有很多异曲同工之妙。一个年轻人在太空飞行了一段时间,回到地球发现自己的同龄人,都变成了老爷爷老奶奶……。”
“那我明白了,也就是说等他们回来我有可能都是老头了,他们还是年轻人。”
“哈哈…”
“总督察您说笑了,咱们去动力舱看一下吧。”
“好”
范志勇带着他往下走去,穿过一片通道隔仓,二人来到一处巨大空间。
“我的天!”
张明阳抬头望着面前这个庞然大物不由的发出惊叹,“这也太大了!这就是反物质发动机?”
范志勇点了点头,“反物质发动机的设计方案主要有四种。”
“固体核心,湮灭在一个固体核心的热交换装置内进行,产生的热量将氢推进剂加到高热,然后从喷口喷出,效率和推力都比较高,但由于原材料的原因,比冲量最多只能达到1,000秒。”
“气体核心,让反物质同氢推进剂直接反应湮灭,产生的带电介子以磁场控制并将氢推进剂加到高热,但这样会产生一些无法控制的γ射线,比冲量能达到2,500秒。”
“离子浆核心,以比较多的反物质注入氢推进剂并湮灭产生高热的离子浆,并以磁场来容纳它们,然后将离子浆喷出产生推力,这样同样会产生一些无法控制的γ射线,但这种方式不受原材料的限制,比冲量可以很高,大约在5,000秒到10万秒之间。”
“粒子束核心,直接一对一地湮灭,然后以磁场控制带电介子并把它们直接从喷口喷射出去,由于这些介子的运动速度接近光速,发动机比冲量可能要超过1千万秒。
“您面前这座就是第四种粒子束核心,因为它湮灭产生的带电介子在衰变后变成半衰期更长的带电μ介子,用这个方式只需要反物质燃料,不需要推进剂,可以极大地减少飞船的负载。”
“真是太壮观了!”
看着它,张明阳觉得这世界上不会再有比它更厉害的引擎了。
“总督察,您草率了。”
“什么意思?”
范志勇指着引擎说道:“光凭它是无法超光速飞行的。”
“什么?”
张明阳有点吃惊,“你是说这引擎无法超光速?”
范志勇摇了摇头,“它接近光速都难!”
“不会吧?”
张明阳还是第一次听说,“可所有人都说能源号可以超光速飞行,这怎么突然连光速都达不到了?”
“您先别急,我还没说完,这粒子束引擎只是发动机的一部分,它后面还有一个光子反应器。”
“光子反应器?这是什么?”
范志勇给他解释道:“光子就是光的粒子,这台发动机之所以能够超越光速,其实是因为反物质负责给反应器内部的电磁场来加速带电粒子,一旦带电粒子在充满光子的反应器内被加速超过了光子的速,就会发出淡蓝色的光辉。”
“当带电粒子被加速到超过光速的时候,这些粒子将光子挤压,形成了一种波,光波的能量逐渐增加,就形成了光暴现象,就是凭借着光速才将飞船推到超光速。”
探索,在科技方面,因为载人航天技术是科技密集综合性尖端技术,它体现了现代科学技术多个领域的成就,同时又给予现代科学技术各个领域提出了新的发展需求,从而促进和推动整个科学技术的发展,也就是说一个国家载人航天技术的发展,可以反映这个国家的整体科学技术和高技术产业水平,如系统工程、自动控制技术、计算机系统、推进能力、环控生保技术、通信、遥感、测试技术等。”
“这些技术也体现了这个国家的近代力学、天文学、地球科学和空间科学的发展水平,特别是这个国家的航天医学工程的发展水平,如果没有航天医学工程的研究与发展,想要把人送进太空并安全、健康、高效地生活和工作是不可能的。”
“还有就是载人航天的发展能更好地开发太空资源为地球人类造福。现已知浩瀚的太空是人类巨大的宝库,它含有丰富的资源,而载人航天事业是使用通向这个宝库的桥梁,总督察您试想您在太空对地球居高临下,能以各种不同的手段对地球进行观测,它可以比无人的探测和遥感获取更多的信息和资料。”
“而太空工厂的工艺加工几乎成了“魔术”,它在微重力、真空和无对流的条件下,可以制造地球上难以完成的合金材料和“灵丹妙药”以及有关产品。太空工厂的产品或半成品送回地面后,这会是“新的工业革命”。”
范志勇讲了一大堆,话题也越说越偏离能源号,扯到了人类发展上。
“范组长,咱们是不是去别的地方看一看?”
“呃?好!”
幸好张明阳打断了他,不然他能说一天。
出了人员住仓,二人继续往后走,来到了一号厨房,这里的布局跟外面的餐厅厨房有点像,五个灶眼,有烤箱还有微波炉,反正厨具是应有尽有。
“总督察,这是飞船三个餐厅中的一号餐厅,这里可以容纳一百五十人同时进餐。”
“好。”
张明阳走到灶眼前翻了翻,看了看厨具和用餐工具,“范组长,用这个炒菜它不会有烟尘和气味么?”
“这个没问题。”范志勇回答的特别肯定,“总督察,您看这个。”
他指着墙上的一个大显示器,“飞船起飞以后,重力系统和供氧系统都会打开,数据的正常值都会在这里显示。”
“飞船仓内的重力与地球上的重力是一样的,厨房里加工食物产生的烟尘和气味会随着管道储存在一个空箱里,等空箱装满,会隔断管段,将空箱里的废气和废物排出去,绝不会影响内部的氧气值。”
“原来是这样?”张明阳算是开眼了。
厨房看完,二人接着往后走,这时候通道两侧的墙上出现了许多显示器,张明阳看到后问道身后范志勇,“范组长,这这么多显示器是用来干什么的?”
范志勇解释道:“总督察,这是舰员领取每日任务的地方,这周围都是人员住仓,他们每天会根据飞船上的时间安排工作和休息,就是起个提醒作用。”
“奥对了!”说起时间,张明阳一直有个疑问,他问道:“范组长,听说太空中的时间与地球时间不一样,宇航员在太空里会显得特别年轻是不是真的?”
听到这个问题,范志勇笑了起来,他回道:“总督察,这个问题涉及到相对论的时间膨胀效应。不同参照系的时间流逝速率并非完全是一样的,时间是相对的,飞船在太空中相对于地面高速运动,并且他们离地心更远,所受到的地心引力作用比地面上弱,所以太空中的舰员与地面上的人会经历不同的时间流逝速率。”
“根据狭义相对论,对于地球上的人来说,高速运动的航天员所经历的时间放慢了。宇航员在太空中的飞行高度一般为400公里,这意味着他们会以7.7公里/秒的速度相对于地球运动。根据动钟变慢效应,航天员的时间每秒会比地球上慢0.327纳秒,这意味着一天会慢28微秒,一年会慢10毫秒。”
“根据广义相对论,这由于太空中的航天员离地心更远,受到的地心引力作用越弱,所以航天员所经历的时间会更快一些。航天员比地面上的人离地心远了400公里,根据引力时间膨胀效应,航天员的时间每秒会比地球上快0.041纳秒,这意味着一天会快3.5微秒,一年会快1.3毫秒。”
“因此,总得来说,航天员在太空中过得的时间会更慢一些,但这种效应小到可以忽略不计,因为每天才会慢25微秒,一年也就慢9毫秒。”
“如果地球上两个相同年龄的人,有一个在地球上,还有一个去了太空,虽然去了太空那个人回到地球上时,确实会比留在地球上的人年轻一些,但这种效应是可以忽略不计的,因为速度还不够接近光速,并且引力差距也不够极端。”
“所以航天员在太空中不会变得越来越年轻。这只是在地球上的人看来,航天员时间过得更慢一些。但对于航天员自身来说,时间照常流逝,他们的寿命是不会因此而增加。相对论所说的时间差异是不同参照系的比较结果,而非相对于自己。”
张明阳点了点头,算是听明白了。
“哎?对了!”
“范组长,我记得能源号是超光速飞行,那人回来也不会产生变化?”
范志勇这时点了点头,“会,在相对论中,时间流逝是会随着物质速度的加快而减慢的,这就是狭义相对论中的“钟慢效应”。”
“根据公式我可以给你计算一下,如果宇航员以80%的光速飞行,那么他的时间流速就是地球上的0.6倍:地球上过了10年,对宇航员来说只过了6年;如果宇航员的速度接近90%光速,那么地球上的10年,对于宇航员来说更只有4.35年;如果宇航员能够达到光速的99%,地球的10年在宇航员眼中只过了1.4年……”
“同样的,这个问题中的“10年”,也是个相对的时间,要看这10年是哪里的10年。如果问题中的10年是地球上的10年,那么宇航员的年龄,也就根他飞行的实际速度有关:80%光速下26岁,90%光速下24岁,99%光速下21岁……如果问题中的10年是宇航员的10年,那么根据他不同的飞行速度,地球上的时间也过去了16.6年,23年,71年。”
“这时候就出现了我们古人所说的“天上一日,人间一年”,确实有很多异曲同工之妙。一个年轻人在太空飞行了一段时间,回到地球发现自己的同龄人,都变成了老爷爷老奶奶……。”
“那我明白了,也就是说等他们回来我有可能都是老头了,他们还是年轻人。”
“哈哈…”
“总督察您说笑了,咱们去动力舱看一下吧。”
“好”
范志勇带着他往下走去,穿过一片通道隔仓,二人来到一处巨大空间。
“我的天!”
张明阳抬头望着面前这个庞然大物不由的发出惊叹,“这也太大了!这就是反物质发动机?”
范志勇点了点头,“反物质发动机的设计方案主要有四种。”
“固体核心,湮灭在一个固体核心的热交换装置内进行,产生的热量将氢推进剂加到高热,然后从喷口喷出,效率和推力都比较高,但由于原材料的原因,比冲量最多只能达到1,000秒。”
“气体核心,让反物质同氢推进剂直接反应湮灭,产生的带电介子以磁场控制并将氢推进剂加到高热,但这样会产生一些无法控制的γ射线,比冲量能达到2,500秒。”
“离子浆核心,以比较多的反物质注入氢推进剂并湮灭产生高热的离子浆,并以磁场来容纳它们,然后将离子浆喷出产生推力,这样同样会产生一些无法控制的γ射线,但这种方式不受原材料的限制,比冲量可以很高,大约在5,000秒到10万秒之间。”
“粒子束核心,直接一对一地湮灭,然后以磁场控制带电介子并把它们直接从喷口喷射出去,由于这些介子的运动速度接近光速,发动机比冲量可能要超过1千万秒。
“您面前这座就是第四种粒子束核心,因为它湮灭产生的带电介子在衰变后变成半衰期更长的带电μ介子,用这个方式只需要反物质燃料,不需要推进剂,可以极大地减少飞船的负载。”
“真是太壮观了!”
看着它,张明阳觉得这世界上不会再有比它更厉害的引擎了。
“总督察,您草率了。”
“什么意思?”
范志勇指着引擎说道:“光凭它是无法超光速飞行的。”
“什么?”
张明阳有点吃惊,“你是说这引擎无法超光速?”
范志勇摇了摇头,“它接近光速都难!”
“不会吧?”
张明阳还是第一次听说,“可所有人都说能源号可以超光速飞行,这怎么突然连光速都达不到了?”
“您先别急,我还没说完,这粒子束引擎只是发动机的一部分,它后面还有一个光子反应器。”
“光子反应器?这是什么?”
范志勇给他解释道:“光子就是光的粒子,这台发动机之所以能够超越光速,其实是因为反物质负责给反应器内部的电磁场来加速带电粒子,一旦带电粒子在充满光子的反应器内被加速超过了光子的速,就会发出淡蓝色的光辉。”
“当带电粒子被加速到超过光速的时候,这些粒子将光子挤压,形成了一种波,光波的能量逐渐增加,就形成了光暴现象,就是凭借着光速才将飞船推到超光速。”