可不可以把地球人类可以建造行星发动机吗放在太阳里面推动地球离开太阳系


理论上可以制造出《流浪地球》那样的行星发动机吗,产生的推力能推动地球离开太阳系吗?
263个回答
2019-02-11 16:02:55
《流浪地球》中的行星发动机叫重元素聚变发动机,属于核聚变引擎的一种。电影中的聚变发动机十分庞大,吃的是岩石,喷出的是高温等离子体,一台发动机全功率运行会产生150亿吨推力。
这种核聚变引擎还真不是科幻。首先核聚变理论早已为人类掌握,开发出不可控核聚变产品——氢弹,现在研究的难点是实现可控核聚变;其次,美国正在研究核聚变引擎,并计划在未来几年投入使用(当然有可能跳票)。
和电影《流浪地球》中的重元素核聚变引擎不同,美国的这款引擎是轻元素核聚变。为什么不采用电影中的重元素核聚变?答案是宇宙飞船比地球小巧,要求核聚变引擎必须轻巧,质量转化成能量的效率高,而重元素核聚变的质能转换效率低,适合地球这种应用环境:岩石燃料敞开供应,地面宽阔,发动机可以做到比珠穆朗玛峰高,大到让太行山脉小如土丘(大刘原话,不是我胡扯),来张图压压惊:
将氘和氚的等离子体注入反应室;
在反应室中利用线圈产生的磁场对氘和氚等离子体进行压缩;
氘和氚发生核聚变之后从喷管喷出,释放能量,产生推力。
示意图如下:
美国宇航局(NASA)曾做过评估,在某次火星计划中,用化学火箭的话,全程需要发射9次,任务总耗时1680天,而采用核聚变引擎,时间将缩短到210天,只需一发运载火箭就可以搞定。具体见下图:
总之,核聚变发动机由于比冲优势、质量转换效率高,是未来替代化学火箭进行空间旅行的必备利器。这么说吧,核聚变发动机问世之日,即是人类开启行星旅行之时。
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2019-02-06 01:37:25
谢邀,如果是火箭导弹的问题对于W君来说都可以回答。对于流浪地球的设定来说,这并不是一个硬科幻,而是一个科幻包装的灾难片。
电影和小说W君都看过了,对于设定来说,依靠火箭发动机将地球脱离轨道其实是不可能的事情。
W君常给大家说的火箭公式就再说一遍吧。
这个公式中的m0是初始质量也就是地球的总重量,m1是加速完成后剩余火箭系统的质量。Ve则是喷射速度。ΔV则是改变的速度。
按照设定2500年后达到4.2光年外的恒星,那么地球的平均运行速度要达到光速的千分之1.68(每秒504公里)。
实际的最高运行速则为光速的千分之2.51(每秒753公里)
按照电影的说法500年加速到这个速度。而地球围绕太阳运行的速度大约为30公里/秒。
这也就是说至少要给地球加速480公里/秒。
这样将数据带入公式来计算,假设行星发动机所喷出的等离子流的速度是光速的1%(其实远达不到)
那么要达到给地球每秒增速480公里的速度则需要消化地球84%的质量。别忘了还有减速的过程,还计算是再消耗84%吧。那么最终到达4.2光年外地球的质量还剩下2.56%
也就是到了之后还剩下两个月亮的大小。
即便是到了 那么大家都得饿死,没有这么多的地来养活人类啊。
纯理论的计算这是不可行的
2019-02-26 09:09:32
根据能量守恒定律,有了核聚变发动机,就没有必要这么绕,靠着行星引力,现在才走能走向更遥远的天际。燃烧氘氚的核聚变发动机,正在研究中,而其它元素的发动机,仍然遥遥无期。这使科幻作家充满想像,成为创作的动力和源泉,离开太阳,我们转移至别的星系,比如三体,传说那,最有可能成为新的家园,《流浪地球》的刘慈欣,即以寻找新家园为想像,插上科学的翅膀,制作了我国第一部有此巨大影响力的科幻电影,技法完全可与《阿凡达》媲美,台湾的黄智娴,就特别佩服这一大手笔,照这一思路发展下去,并说,可以看到中国科幻电影的曙光。自古不缺神话,更不乏文学想像的中国人,借助科学之手,打造属于全世界的商业电影,把当今中国文化一说,真是值得点一赞。像这种电影,过去着实不多。西方大片以超人文化,来塑造自家的力量,而我们《流浪地球》则处处以国际大合作为背景,充满人文关怀,这是它特别火的重要原因,不只一款行星发动机。
▲太阳就这么烧起来的。核聚变发动机,犹同恒定的太阳,关键在可控,没有核聚变发动机,地球就难以流浪,只有这种东西,才能撬动地球的力量。没有什么不可能,今后人类随着科技的发展,正把核聚变发动机,一点一点向前推。当然在科学家计划中的描述,不像电影里的核聚变,利用的是太阳燃烧的原理,英国人提出的反物质发动机,用的粒子间湮灭中的生生不息,来作动力,并非是想,一切皆有可能,这是可以实现的科学。而科幻作家的责任,不过想像的力量。如果是这样,该发生怎样的故事。所以也容易使人着迷,走出影院的一刻,你会说,如果是这样,该多好啊。
▲托卡马克。可能大多数没有听说过,作为国际热核聚变实验项目的一部分,为人类未来寻找最干净最清洁的能源,国际把这一装置命名为EAST,即托卡马克,集数十年之功,耗资数十亿美元,已经达到了一亿度,如今我们一马当先,中科院的等离子研究所,突破优化稳态频波加热技术,热功率已至十兆瓦,这个装置被国际同行称为东方超环。2020年要发射,成都平原即将形成第二个太阳,一时国际热议不断,不少西方国家纷纷表示来到我们这学习。我们被卡受制几十年,现在也算有了一点家底,这便是《流浪地球》制作的背景吧?没有东方超环,谈何“流浪地球”呢?说起来人会笑掉了下巴。虽说我们的大超环,距离推动地球为时尚早,不过已经率先迈出了第一步。,可喜可贺。
▲开天辟地。中国登月之时,到月球找氦3的呼声高涨,其实收集技术还不成熟,只能说氦3可作为理想的核聚变材料之一。为未来做好准备,现在即要发育开天辟地之能,不然真有太阳熄灭的那一么,我们的地球又到何处流浪呢?最理想的短片憩息地,现在出发,2000多年以后才能到达,它是离太阳系最近的一颗恒星,有称比邻星,属于半人马座的一颗。最近的也不近,距离太阳4.22光年。所以非常遥远,我们只能用心来感悟,地球一朝失去太阳,科幻小说看着费劲,就不妨瞄一眼我们的电影大制作,在一个小时的时间里,听一个科普作家来讲述他想像中的故事,这故事有说没有,如果你不以科学的基础来判断,就当没有好了,但绝非是虚幻。
章彦博
亚利桑那州立大学复杂系统博士在读 优质科学领域创作者
2019-02-13 11:17:52
且不说行星发动机能不能造出来,就是燃料恐怕都挖不动。
需要多少燃料呢?一座山?两座山?全球的山?
都不够,我们需要一颗火星,把它所有的石头都聚变成铁,才足够把地球送到比邻星。
上图就是我渲染的模型,其中黑色的球就是所需要的燃料。可以看到,若要把地球加速到光速的千分之五,得把地球挖的天翻地覆都不一定够。
计算的过程比较复杂,简单说一点点。
首先是能量。达到了光速的量级,即使是高速带来的动能,其对应的质量都是极为巨大的。考虑到核聚变的效率最高也就1%上下,仅仅是要提供地球的动能,就需要烧掉相当于地球半径13%的燃料。大概是这样:
但是这还不够。因为推动地球前进,需要向后喷射物质。这些喷出去的物质,才是大头,消耗了大部分的质量,也消耗了大部分的能量。如果算下这些,最终的消耗量,就和图一一样。
挖掉这么多东西,地球就算到了比邻星,估计也面目全非了……
不过毕竟是科幻,没有必要如此苛刻,好看、有深度便好。
2018-12-10 16:44:50
这一科技突破点,是重大收获。轰动科学界。但是地球是我们唯一的家园。地球没了,人类居住何地,如何生存呢?这个蓝色的水晶球没了,银河系成什么样子呢?月亮围绕谁转呢?谁围绕太阳转呢?没有了地球公转自传的轨道,太阳月亮如何进行呢?而且星空条约共享资源,不许破坏星空环境资源。只不过是世界级别的突破口

无论从实际应用方面还是从意义方面,都不太可行,至少不会是最佳的选择。
首先看下实际应用,也就是理论上能否用推动器来推动地球。
这个想法肯定是来自《流浪地球》,然而这个想法可以说是这部小说中最大的BUG了,当然作为一部优秀的小说,不能过于严格的从技术角度去完全否定,毕竟是小说。
那么简单说下为什么从技术上讲用类似小说中的推动器来推动地球是不可行的,在我们一般人的眼中,地球就是一个岩石组成的固态星球,进而会下意识的认为地球就是一个大石头。然而实际上不是这样的,地球的固态只有在表面和核心部位存在,而在占大部分的中间区域并非是固态的,而是具有流动性的半液态,也就是类似于岩浆的那种状态。
我们来看下地球的结构,地壳就是我们脚下的大地,平均厚度约17千米,这个厚度对于人类来说可能觉得很厚了,我们目前钻探的最大深度也就约12千米。但是对于地球来说,这个厚度就算不得什么了。
在地壳的下面就是地幔,具体还有分层,整个地幔厚度约2900千米,这里的状态就不是固态岩石了,整体呈熔岩装,温度在1000~3000度范围。再往下就是地核了,这里先不说了。
因此,整个地壳其实就是漂浮在熔岩之上的,如果按照比例来说,地壳的厚度只有地球半径的千分之3上下。这个比例是什么概念的,我们拿鸡蛋来比较,蛋壳的平均厚度为0.3毫米,与鸡蛋的半径相比大约为千分之15左右。
如果我们将鸡蛋壳剥掉,里面是有一层膜的,这个膜的厚度约为0.07毫米,而这个与半径的比例大约在千分之3左右。所以,如果我们将鸡蛋煮成半熟状态,然后小心的剥掉外壳,露出里面那层膜,就是《天下无贼》中剥鸡蛋壳后的效果。这时差不多就与地球的状态相似了。
整体看来,地球就像一个半熟的鸡蛋,表面看似是硬的,但实际上里面是软的。因此,如果真的在地表上建造那么多发动机的话,结果只会使得地壳彻底破碎,然后发动机沉入地幔中,大量岩浆涌出地面,人类毁灭。
当然,小说中的巨型发动机不可行,但并非没有其他的办法。不过,与其这么费劲要带着地球流浪,还不如自己建造巨型飞船或改造小行星为飞船去太空流浪更简单一些呢!
发布于 2020-11-16 09:24
现实中是行不通的,首先地球在围绕着太阳运行的同时,自身也在自转。即使在地球南、北极上建造,地球的自转也会受到影响,更可况在南北建造也起不到什作用。人类只有掌握了《斥引量子理论》才能够有个比科幻更美好的未来,否则只有死路一条。
发布于 2019-03-02 04:06

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