DAOrayaki |我们能造出《星球大战》中的“千年隼”吗?

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赏金总量:50 USD

研究种类:Space, Millennium Falcon, Hyperdrive, Laser Cannons

原文作者:   Chelsea Gohd

创作者:Jeanne@DAOrayaki.org

审核者:Yofu@DAOrayaki.org

原文:  Could we build the Millennium Falcon from 'Star Wars'?

"在超空间旅行可不像给庄稼除灰。”

插画师 Kemp Remillard 详细图解了千年隼的内部。(图片来源:《星球大战:原力觉醒™ 令人难以置信的横截面》中的图片,经 Penguin Random House 旗下的公司DK许可重印。© 2015 Jason Fry 和 Kemp Remillard)

随着许多令人惊叹的尖端技术发展,我们能否造出一个现实世界中的“千年隼”呢?一句话回答,是不能。但我们正越来越接近实现它。

在"星球大战"宇宙中,"千年隼"被誉为最酷的飞船。这艘货船是汉-索罗(Han Solo)最初在云城沙巴克比赛中从兰多-卡里森(Lando Calrissian)手中赢得的,在该系列里一些精彩的冒险中,“千年隼”号处于C位。

《星球大战外传:游侠索罗》(Solo: A Star Wars Story)将于5月25日院线上映(译者注:2018年),让我们一起来探索这艘标志性飞船的一些最显著的技术特征,以及实现建造它的必要条件。

超光速驱动器

在电影《星球大战第四集:新希望》中,"千年隼"号宇宙飞船实现了达到光速的飞跃。(图片来源:20世纪福克斯)

“千年隼”的标志性速度来自于它的超光速驱动器,这是一个可将该船推至光速的推进系统 —— 尽管汉-索罗曾当众吹嘘说该船可以飞行得比光速更快。超光速驱动器的功能是利用 "超物质粒子"将飞船送入超空间—-一个通过以光速或超光速行驶才能达到的另一个维度。

目前,广义相对论的确预测了虫洞的存在,但它们仍然只是一种理论现象。由于我们无法证明它们的存在,我们当然也无法为自身目的操纵它们。俄勒冈大学理论物理学教授斯蒂芬-徐(Stephen Hsu)告诉Live Science(SPACE.COM 的姐妹网站):"稳定一个虫洞需要一些非常奇特的物质类型,而目前还不清楚宇宙中是否存在这种物质”。

目前,科学界对一种名为 EmDrive 的引擎十分兴奋。它不是一个超光速推进装置或曲速驱动器。但它能够在一个腔室中反弹微波,作为推进剂的替代物。最近,研究人员对 EmDrive 进行了测试,发现它产生的推力来自某种可能是在发动机的电源线和地球磁场之间的电磁互动。这可能不是 EmDrive 作为未来有潜力的引擎的终点—但它肯定不是一个超光速驱动器。

重力

即使我们暂停质疑并接受飞船的速度,另一个问题也出现了:重力作用。根据《Wired》的计算结果,“千年隼”号上的乘客在以电影中描述的速度旅行时,可能会经历大约12g重力加速度(尽管如果他们在超空间中旅行的情况可能并非如此)。这相当于处于一个比我们在地球上通常经历的高12倍的重力场中。("星球大战"的飞船来自一个遥远的银河系...)

在1g重力加速度时,我们的身体仍然可以将血液推向大脑,但随着重力加速度的增加这会变得困难。12g大约是喷气式战斗机飞行员在昏迷前所能经历的最大重力,并且是以他们穿着抗荷服为前提的,抗荷服在高重力加速度的情况下会挤压腿部以防止血液被压下去。

因此,从理论上讲,即使"千年隼"没有像汉-索罗吹嘘的那样快速行驶,飞船上的人类乘客如果没有抗荷服,也会在飞船进行高重力加速度转弯时晕倒。

全息棋

《星球大战》里的全息棋游戏(图片来源:卢卡斯影业)

应楚巴卡(Chewbacca)的要求,“千年隼”号上安装了一个全息 "国际象棋 "或称全息棋,以便乘客可以玩Dejarik—— 一个 "星球大战 "宇宙中的经典策略游戏。尽管国际空间站上的宇航员不会去玩 Chewie 最喜欢的游戏,全息图技术正在逐步进入现代航天器。

2016年,微软的两个HoloLens AR头盔在了一些发射的困难之后,被送往太空空间站协助那里的工作人员。另外,Voxiebox 背后的创新者们此前已经建立了一个早期版本的全息棋。虽然不能用手感觉到或者移动它们,但离实现这种功能并不遥远,并且研究人员已经快要成功了。

在《Wired》报道的一个例子中,日本东京大学和名古屋理工学院的团队创造了可以用手去触碰的小型等离子全息图。

隐形转向防护盾

千年隼号 (图片来源:卢卡斯影业)

转向防护盾在 "星球大战"宇宙中的大多数飞船上,以及贯穿整个科幻故事中,是一项主要的安全措施。每当冲突发生时,转向器就会马上升起,使飞船在敌人的攻击下保持完整。但这仅仅是一个科幻故事里老生常谈的概念吗?并非如此。

早在2014年,ExtremeTech报道了英国莱斯特大学的一个学生团队,他们考虑了使用等离子体来建造这样一个转向器的可能性。这些学生注意到了地球的电离层,它是高层大气包含等离子体的一部分。

目前,我们使通信信号从电离层的等离子体上反弹,将信号发送到地球上的不同位置。地球周围的这个 "隐形的盾牌 "是这个团队建议的灵感来源,即可以使用和操纵等离子体来偏转电磁辐射——比如可能是来自基于能量或激光武器的辐射。这样的盾牌在技术上还不可实践,但他们利用等离子体来偏转辐射的总体概念肯定是有可能的。

此外,在2008年,英国科技设施委员会卢瑟福-阿普尔顿实验室的Ruth Bamford和她的同事研究了使用一个便携式磁屏障偏转辐射的可能性。虽然它不是我们在《星球大战》中看到的那种可用于战斗的偏转器,但它绝对是朝着这个方向迈出的一步。

动力核心

Quadex动力核心是“千年隼”的主要动力来源—灰色、圆形、适合安装在千年隼这样的YT-1300轻型货船上。但它是纯属虚构的。

除了被描述为“千年隼”等星舰的动力源之外,Quadex动力核心是一项相当神秘的技术。该系列电影从未解释过动力核心是如何运作的,因此,我们制造一个动力核心的可能性和不可能性都一样。

四门激光加农炮

一道闪亮的激光从欧洲南方天文台的甚大望远镜中射出,在地球表面上方90公里处形成一颗人造星,它用于微调望远镜的光学系统。(图片来源:ESO/G. Hüdepohl (www.atacamaphoto.com))

在千年隼上的最强大和最常用的武器中,它的四门激光加农炮也是相对可行的。美国军方的国防高级研究计划局(DARPA)已经花了数年时间开发了我们拥有的最接近 "星球大战 "风格的激光炮的东西。它可以装在战斗机上,并仍强大到可以发射150千瓦的能量束。

此外,研究人员提出,相干放大网络(CAN)激光器,即由多个小型激光器产生的光束,可以通过蒸发空间垃圾表面的一层薄薄的物质来消除地球周围的太空碎片。碎片被往下推,在地球的大气层中燃烧殆尽。

激光武器目前可能是大型、危险和难以制造的,但实现它们肯定是具备可能性的。

大杂烩设计

“千年隼”号上的技术并非一成不变。这艘飞船是一个不断进化的混合体,由各种各样的、偷来的、定制的和找到的零件组成。一艘能力极强的未来飞船通过这样的方式组装可能看起来很奇怪——但当你考虑到当前的太空飞行进展时,这就讲得通了。

“千年隼”与SpaceX 的 Dragon 有很多共同之处,后者的可重复使用设计为高效、可持续的发射进行了优化。同样地,"千年隼 "的设计也依赖于对现有部件的再利用。

在长时间的太空旅行中,飞船上的科技会偶尔损坏,变得陈旧等等。可能并不总是能够3D打印新物品或用飞船上已有的东西进行维修。未来的太空旅行者可能会像汉-索罗那样,把找到的零件重新利用起来,在宇宙中有效地生存。

“千年隼”号拥有一个似乎无穷无尽的小工具和能力清单。从超大的传感器盘到Gigyrodyne亚光引擎、推力-压力歧管和防感应的走私舱,从高度合理到完全虚构的技术,这艘飞船上都有。

因此,人类还没有完全准备好建造 "千年隼"。尽管如此,许多正在发展中的技术可以使飞船上的科技,如激光炮和隐形的转向护盾有朝一日成为现实。在那之前,我们可以经常观看汉-索罗和同伴乘坐科幻小说中最有代表性的飞船在银河系中灵活飞驰。

参考文献:

1.Solo: A Star Wars Story:

https://www.space.com/39823-star-wars-timeline-for-solo-film.html

2.SPACE.COM:http://space.com

3.电离层的等离子体:

https://www.space.com/8596-earth-colorful-atmospheric-layers-photographed-space.html

4.www.atacamaphoto.com:

http://www.atacamaphoto.com/

5.3D打印新物品:

https://www.space.com/16656-space-manufacturing-3d-printing.html

6.Gigyrodyne亚光引擎:

http://starwars.wikia.com/wiki/SRB42_sublight_engine


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