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超级地球的外星人发射火箭进入太空有多灾

    在银河系中,比地球更大的岩石行星是很常见的,其中一些行星可能孕育生命,这将发生一个有趣的问题:这样的行星发生多大的引力?生涯在这些超级地球行星的外星人发射火箭进入太空有多灾?现在,依据最新一项研究,外星人从超级地球行星发射火箭和宇宙飞船并不容易。

 阿波罗土星V火箭重量到达3000吨,相同品级的火箭在超级地球上发射则需440000吨重,相当于埃及吉萨大金字塔的质量。生涯在超级地球上的外星人想脱离引力作用异常难。

  图中是艺术家描绘的Kepler-69c,这是一颗位于天鹅星座宜居地带的超级地球,它距离地球2700光年。若是有智慧外星人生存在这颗行星,他们将很难通过发射航天器脱离这颗行星,由于超级地球的引力异常强。

  据报道,生涯在一颗大型岩石行星的外星文明,他们探索太空可能比地球人类加倍难题!之前科学家剖析称,比地球更大的岩石行星,壮大的引力作用将使任何外星文明发射卫星探索宇宙变得很难。现在,一位物理学家提出了一项最新“外星人救援设计”,声称他们研制一种叫做“太空系链(space tether)”的多重系统,使用一根旋转轨道绳索可将太空飞船弹射至遥远太空区域。

  研究报告作者、美国密歇根大学天体物理学家亚历克斯·豪维(Alex Howe)说:“当我首次听到太空系链时,我的第一反应是它无法事情。然而之后进行了盘算,受惊地发现该方式能够节约大量的燃料和能源。”

  超级地球,超级重力

  通常系外岩石行星的体积比地球大10倍以上,它们经常被称为“超级地球”。它们是围绕其它恒星最通俗的行星,天文学家迄今勘察发现约莫1000多颗岩石行星。然则,由于岩石行星引力较强,能够保持制止宇宙辐射的较厚密保护性大气层,一些研究人员展望称,岩石行星的环境可能比地球更有利于孕育生命形式。

  火箭必须携载燃料升空,因此每增添1磅重的推进燃料,将使火箭变得更重,需要更多的燃料,则意味着火箭更重——该效应被称为“火箭等式”,是基于对太空航行数学函数形貌的。因此,虽然阿波罗土星V火箭重量到达3000吨,相同品级的火箭在超级地球上发射则需440000吨重,相当于埃及吉萨大金字塔的质量。

      对于手艺先进的外星文明,超级地球可能是一个“陷阱”。据统计,航天器脱离地球万有引力需要到达的速率是4万公里/小时,这一航行速率已经异常快了,同时还需要大量化学火箭燃料。Kepler-20b是距离地球950光年的一颗超级地球行星,其质量约莫是地球的10倍,若是Kepler-20b孕育手艺先进的文明形式,外星人研制的航天器的逃逸速率(脱离行星强引力约束所到达的航行速率)必须到达9.6万公里/小时。

  弹射至太空轨道

  在5月16日揭晓的最新研究报告中,豪维形貌了一个外星人夹杂发射系统,并非仅使用火箭发射离轨航天器,外星人首先在其星球轨道上放置一个伟大缆绳,这个缆绳有时也称为“太空空投器(skyhook)”,长度数千米,缓慢地围绕星球中央旋转。当缆绳旋转时,缆绳一处末尾将朝向行星外面下坠,意味着火箭朝向空中发射的航程缩短,或许是50-70公里,而且火箭钩住了缆绳一处末尾。旋转中的“太空空投器”将继续旋转,使火箭向上推进发射,该历程犹如一个弹弓的结构,使超级地球的火箭至更远位置。霍维将这种效应比作一位长曲棍球玩家使用超长球杆以惊人速率击打一个球。

  虽然“太空空投器”的观点已存在很长时间,霍维示意,这是第一次对超级地球提出外星文明的航天器推进方式。其他提议的一些手艺,例如:160000千米高的太空升降舱,所需质料的强度大于当前任何已知质料。他弥补称,从未制作的核火箭,所需发动机比当前使用的化学燃料火箭更壮大,这种核火箭也被认为是脱离超级地球的一种方式。然则该手艺要求在航天器下方引爆一枚核弹,引爆发生动力驱动航天器向太空偏向航行,该手艺需要朝向地面喷射破坏性辐射物质,并要求具有异常坚实的质料保持航天器形成一个整体。

  并未加入这项研究的哈佛-史密森天体物理中央理论物理学家阿维·罗卜(Avi Loeb)说:“这是一个有趣的建议。”然则他想知道,是否“狂妄的太空空投器设计”值得外星人去追崇,制作“太空空投器”的质料要求标准像太空升降舱一样高,因此超级地球外星人研发团队可能加倍现实地思量接纳壮大化学反应,使用火箭燃料或者发射核火箭等加倍平安的方式。

      超级地球上的文明可能有传统火箭之外的其他途径把航天器发射到轨道上,例如,沿缆绳运行的太空电梯。然则,太空电梯的一个限制性因素是缆绳质料的强度。现在已知最适合的质料——碳纳米管——强度也只能与地球引力相抗衡。现在尚不清晰强度更高的质料在物理上的可行性,因此也很难展望超级地球上是否可能存在太空电梯。

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