千奇百怪的宇宙飛船設(shè)計(jì)

1、1、工業(yè)設(shè)計(jì)師邁克爾杰利內(nèi)克設(shè)計(jì)的太空貨船是他對(duì)學(xué)生們授課講稿的一部分。他說(shuō)，“這個(gè)太空貨船的主要用途是在星系之間送遞貨物?！痹撎肇洿瑥?qiáng)大的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)可實(shí)現(xiàn)最大化航空操縱控制，有能力航行于極端的大氣環(huán)境中。2、多媒體藝術(shù)家約耳卡爾洛艾馬特使用Photoshop和ZBrush制圖軟件繪制了這種外型像三葉草的太空船。他設(shè)計(jì)的這個(gè)太空船可用于日常星際間旅行，雖然它仍是一種燃料動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，很可能不久后能成為混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。3、杰克帕克每天的工作并不是設(shè)計(jì)像冰河世紀(jì)等大型動(dòng)畫(huà)片的特效，他的工作是漫畫(huà)設(shè)計(jì)制作。他所設(shè)計(jì)的這個(gè)太空船具有很快 的飛行速度和致命的攻擊能力。帕克說(shuō)，“這非常喜歡這款第二次世界大戰(zhàn)前

2、的戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計(jì)模型?！彼谒{(lán)天設(shè)計(jì)室擔(dān)任高端計(jì)算機(jī)圖形接口設(shè)計(jì)師。這個(gè)太空船明亮的黃色外殼，尾部黑條紋，使其獲得“大黃蜂”的稱(chēng)號(hào)。4、瑞典概念設(shè)計(jì)師西奧多沃恩設(shè)計(jì)的太空戰(zhàn)艦靈感來(lái)自于科幻電影異形和終結(jié)者，如圖所示極具威脅的太空戰(zhàn)艦可以部署軍力，參加小型*作戰(zhàn)。這種太空戰(zhàn)艦被命名為“Ferro”，可裝配著殺傷性武器，承載 8名乘客和1位飛行員。5、尼古拉斯布維爾對(duì)于太空旅行非常著迷，他從小在美國(guó)佛羅里達(dá)州卡納維爾角長(zhǎng)大，目前他是一位游戲設(shè)計(jì)師，曾設(shè)計(jì)了許多電腦游戲圖畫(huà)和書(shū)籍封面。如圖所示，這是它所繪制的美國(guó)宇航局航天飛機(jī)發(fā)射場(chǎng)景。6、空中輕型海盜船，大衛(wèi)利維決定在早先的設(shè)計(jì)原型上進(jìn)行改進(jìn)，科幻版的

3、空中輕型海盜船。利維是SteamBot設(shè)計(jì)工作室主管，他想像一艘太空船飛翔于未探測(cè)的宇宙區(qū)域，使用高級(jí)偽裝技術(shù)可實(shí)現(xiàn)“隱形”，讓這艘空中海盜船隱藏于敵人的視野范圍。此外，其膨脹型機(jī)翼采用太陽(yáng)能動(dòng)力，朝著太陽(yáng)的方向在空中可像船只一樣航行。7、雖然23歲設(shè)計(jì)師本馬尤羅設(shè)計(jì)的這個(gè)未來(lái)科幻巡洋艦是藝術(shù)課作業(yè)，但是精美的草圖使他感到非常欣慰。據(jù)他介紹，這艘“巡洋艦”主要的用途是探測(cè)未勘測(cè)區(qū)域、執(zhí)行偵察搜索任務(wù)。設(shè)想未來(lái)的宇宙飛船（非科幻）這種宇宙飛船由超強(qiáng)復(fù)合材料制成，超滑超反光，超導(dǎo)熱，句有可折性。在外殼與內(nèi)殼間，有一道超吸熱的液體，可將外殼所接受的熱帶走，轉(zhuǎn)為可發(fā)電 的等離子體。另外，外墻置有超導(dǎo)體

4、，可發(fā)出強(qiáng)脈沖磁場(chǎng)用以保護(hù)乘員免受太陽(yáng) 風(fēng)奇襲。宇宙飛船的推進(jìn)系統(tǒng)由反物質(zhì)作點(diǎn)燃核融合反應(yīng)（沒(méi)核輻射）作燃料推進(jìn)：這是可以選擇激光的。問(wèn)題是生成高功率激光是需要化學(xué)作用的（電子能級(jí)的跳 躍）想想看，如果使用激光裝置（所產(chǎn)生足夠的功率，加上集中光學(xué)設(shè)備的話(huà)） 理論上也小不了多少，那飛船的體積將大得很；而且發(fā)生核融合所需的點(diǎn)火機(jī)制 不久，只不過(guò)立即的反應(yīng)，所以只需極為一點(diǎn)點(diǎn)的反氫原子（雖然有生產(chǎn)與存儲(chǔ) 困難的問(wèn)題，未來(lái)有望解決）就可以作點(diǎn)火了，何必需要帶上這么大的激光裝置 呢？顯然的，選擇以反物質(zhì)作為點(diǎn)火的反應(yīng)物來(lái)的更要好。為了防止噴口過(guò)熱，噴嘴將采用以上所說(shuō)的超強(qiáng)復(fù)合材料，而且也可伸展成很 大，

5、反應(yīng)的強(qiáng)光子流也由于材料的超滑超反光，所以得以充分發(fā)揮。宇宙飛船的駕駛艙與生活艙與推進(jìn)艙分離，生活艙轉(zhuǎn)動(dòng)于提供人造引力。必然的，宇宙飛船必須句有高工率通訊系統(tǒng)與雷達(dá)。宇宙飛船可由計(jì)算機(jī)控制也可人為控制。飛船外句有多功能機(jī)械臂，用于各種用 途。宇宙飛船的一切設(shè)計(jì)都句人性化，簡(jiǎn)澈化與未來(lái)化。批注：收藏評(píng)分分享轉(zhuǎn)發(fā)此文至微博報(bào)告TOP異形之用心列兵 發(fā)表于：2008-11-03 16:04只看該作者 發(fā)帖0精華：0注冊(cè)時(shí)間：1970-1-1發(fā)短消息大中小2樓RE:設(shè)想未來(lái)非科幻的宇宙飛船要多方面一起進(jìn)步。如果要遠(yuǎn)航至系外行星，那以下這些東西必要有突破:反物質(zhì)，如果人類(lèi)要生產(chǎn)它，就要懂得反物質(zhì)內(nèi)部機(jī)制

6、和與常規(guī)物質(zhì)的差別。 與達(dá)到直接從物質(zhì)-反物質(zhì)的過(guò)程，而不是物質(zhì)-能量-反物質(zhì)這過(guò)程。同時(shí)， 也要懂的如何儲(chǔ)存它，因?yàn)榉次镔|(zhì)不能碰到常規(guī)物質(zhì)以免發(fā)生消滅，轉(zhuǎn)化為純能 量（不可控）！反物質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方案主要有四種，我們?cè)谶@里按照比沖量從低到高列出：1）固體核心：湮滅在一個(gè)固體核心的熱交換裝置內(nèi)進(jìn)行，產(chǎn)生的熱量將氫推進(jìn) 劑加到高熱，然后從噴口噴出，效率和推力都比較高，但由于原材料的原因，比沖量最多只能 達(dá)到1,000秒；2）氣體核心：讓反物質(zhì)同氫推進(jìn)劑直接反應(yīng)湮滅，產(chǎn)生的帶電介子以磁場(chǎng)控制 并將氫推進(jìn)劑加到高熱，但這樣會(huì)產(chǎn)生一些無(wú)法控制的Y射線(xiàn)，比沖量能達(dá)到2,500秒；3）離子漿核心：以比較多

7、的反物質(zhì)注入氫推進(jìn)劑并湮滅產(chǎn)生高熱的離子漿，并以磁場(chǎng)來(lái)容納它們，然后將離子漿噴出產(chǎn)生推力，這樣同樣會(huì)產(chǎn)生一些無(wú)法控 制的Y射線(xiàn)，但這種方式不受原材料的限制，比沖量可以很高，大約在5,000秒到10萬(wàn)秒之 間；4）粒子束核心（BeamCore）：直接一對(duì)一地湮滅，然后以磁場(chǎng)控制帶電介子并把 它們直接從噴口噴射出去，由于這些介子的運(yùn)動(dòng)速度接近光速，發(fā)動(dòng)機(jī)比沖量可能要超過(guò)1 千萬(wàn)秒。因?yàn)殇螠绠a(chǎn)生的帶電介子在衰變后變成半衰期更長(zhǎng)的帶電M介子，所以這個(gè)辦 法完全可行。而且這個(gè)方式只需要反物質(zhì)燃料，不需要推進(jìn)劑，可以極大地減少飛船的負(fù)載。由于湮滅的產(chǎn)物是以接近光速運(yùn)動(dòng)的，所以飛船必須造得很長(zhǎng)?；蚬こ獭Ｈ?/p>

8、類(lèi)宇宙遠(yuǎn)航是需要好多的時(shí)間來(lái)完成任務(wù)，如果使用反物質(zhì)推進(jìn) 器，飛船最多只達(dá)到亞光速，而離我們最靠近的行星系4.3光年，需要大概至少十幾 年的時(shí)間來(lái)回往返。這時(shí)，宇航員需要接受基因治療以延長(zhǎng)生命，增加對(duì)惡劣環(huán)境的抵抗 力。生命維持。人們必須找到將營(yíng)養(yǎng)與加路里壓縮至一粒丸大小或濃縮液的技術(shù)。 由于直接采用營(yíng)養(yǎng)與加路里丸，人們不再有排泄物，而更健康。飛船上也有人造 綠化區(qū)，都用計(jì)算機(jī)控制，提供所需的養(yǎng)分與新鮮空氣。材料。這種飛船必須據(jù)有質(zhì)量輕，超硬，可折性，超滑超反光與超導(dǎo)熱同時(shí)具 備的特性。兩個(gè)材料間隔有空隙，空隙內(nèi)裝有帶熱可重復(fù)使用液體。當(dāng)外殼接受熱能時(shí)， 超導(dǎo)熱的特性使到熱可均勻的散到全身上再

9、將熱能傳到內(nèi)部的液體。如果足夠熱的話(huà)，這些化 為等離子體的液體將可用來(lái)發(fā)電。同時(shí)，外殼具備超導(dǎo)線(xiàn)路，用于發(fā)射脈沖磁場(chǎng)對(duì)抗行星的 強(qiáng)磁或帶電粒子，而內(nèi)殼否由抗磁材料制成，較厚于保證乘員的安全。通訊。量子通訊能否達(dá)到即時(shí)通訊?如果能的話(huà)，那將是一場(chǎng)通訊革命。不管距離有多遠(yuǎn)，雙方都可即時(shí)通訊而沒(méi)有通訊帶泄等問(wèn)題，有能免受干擾 （量子所用的作工粒子需特意保護(hù)除外）的優(yōu)勢(shì)。點(diǎn)擊參考：相對(duì)論與超光速太空組裝。一個(gè)大型的星際飛船可能體積很長(zhǎng)很大，這就要求能在地球軌道上 一部一部地組裝，零件由空天飛行器送去，再由智能機(jī)械人建造。飛船的模式是 模塊化的，可輕易的組裝。批注：.報(bào)告TOP異形之用心列兵 發(fā)表于：2

10、008-11-03 16:05只看該作者發(fā)帖0精華：0注冊(cè)時(shí)間：1970-1-1發(fā)短消息大中小3樓RE:設(shè)想未來(lái)非科幻的宇宙飛船在設(shè)計(jì)宇宙飛船時(shí)必須有以下的部門(mén)1）宣傳部負(fù)責(zé)宣傳此計(jì)劃給公眾，尋找投資，設(shè)計(jì)宇宙原型圖，與負(fù)責(zé)報(bào)告最新進(jìn)展， 同時(shí)有教育公眾的宣傳等。2）技術(shù)部負(fù)責(zé)收取研發(fā)過(guò)程中，所發(fā)明的技術(shù)專(zhuān)利，以及尋找或提供個(gè)別的技術(shù)專(zhuān)利 給予研究員。3）資源部負(fù)責(zé)管理財(cái)務(wù)以及提供必要的材料等與實(shí)驗(yàn)地方等。4）天文部專(zhuān)門(mén)觀(guān)察宇宙天氣，提供天體活動(dòng)，計(jì)算與尋找最好的宇宙航行路線(xiàn)。5）科學(xué)部提供一切理論與科學(xué)技術(shù)等的幫助，研究工作在此展開(kāi)。6）工程部專(zhuān)門(mén)計(jì)算宇宙飛船的具體數(shù)據(jù)與所需的資源，負(fù)責(zé)尋找

11、建造宇宙飛船的方法與過(guò) 程，建造宇宙飛船。7）航天員訓(xùn)練部專(zhuān)門(mén)選拔與提供訓(xùn)練以及心理測(cè)試給即將展開(kāi)任務(wù)的航天員。整個(gè)過(guò)程如下：設(shè)想-理論-計(jì)劃-尋找資源-展開(kāi)研究-設(shè)計(jì)原型-計(jì)算飛船數(shù)據(jù)- 安排工程-開(kāi)始建造-選拔航天員-模擬實(shí)驗(yàn)-觀(guān)察宇宙天象-安排最佳時(shí)機(jī)-發(fā) 射-組裝-測(cè)試-起航。在宇宙航行時(shí)，必須注意以下幾點(diǎn)重要因素及其解決方法：1）宇宙中的各種有害的射線(xiàn)-使用所說(shuō)的新型材料與脈沖磁場(chǎng)發(fā)射裝置（對(duì)抗帶電的粒子）。2）據(jù)有威脅的小天體如小行星，隕石等-用超短波（超高頻赫）雷達(dá)掃描發(fā)現(xiàn)并用微型自帶核武摧毀或移開(kāi)，如果無(wú)效就緊急減速轉(zhuǎn)向飛行。3）絕對(duì)底溫度與高溫的巨大溫差對(duì)材料的考驗(yàn)-使用所說(shuō)

12、的新型外殼技術(shù)與新材料。4）通訊帶泄問(wèn)題以及易受相同頻赫的宇宙電磁波干擾 -希望能通過(guò)新型的通訊方式:量子通訊，中微子通訊?5）飛船內(nèi)外壓差-計(jì)算機(jī)控制與調(diào)節(jié)內(nèi)部氣壓與溫度。6）在茫茫的宇宙導(dǎo)航問(wèn)題，天體旋轉(zhuǎn)及引力影響等-星體光電追蹤導(dǎo)航，慣性陀螺儀或宇宙背景掃描導(dǎo)航。7）航天員心理因素及需要（性，勾通與娛樂(lè)）-智慧型超高容量計(jì)算機(jī)模擬第二人生，人造樂(lè)園以及智慧型機(jī)械仿生人。8）生命維持問(wèn)題-人造農(nóng)場(chǎng)與綠化區(qū)，人體冷凍冬眠。9）計(jì)算機(jī)故障維修與安全-模塊化計(jì)算機(jī)原件與可重新拼寫(xiě)程序或可提升式軟件，采用新型生物或量子計(jì) 算機(jī)。10）攜帶燃料的安全與供給-先進(jìn)可靠模組性的存儲(chǔ)裝置。11）行星登陸環(huán)

13、境問(wèn)題（登陸遇見(jiàn)易燃?xì)怏w，引力不平衡等）-尋找適當(dāng)?shù)闹扅c(diǎn)，發(fā)射脈沖磁場(chǎng)（注1）與星球地磁場(chǎng)（選擇性）產(chǎn)生斤力 或采用非火箭噴射式（降落傘，充氣機(jī)身）來(lái)進(jìn)行軟著陸。注1：用間歇振蕩器產(chǎn)生間歇脈沖電流， 將這種電流通入電磁鐵或超導(dǎo)體的線(xiàn)圈即可產(chǎn)生各種形狀的脈沖磁場(chǎng)。脈沖磁場(chǎng)的特點(diǎn)是間歇式出現(xiàn)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的功率、變化頻率、波形和峰值可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。12）能源提供問(wèn)題-充分利用推進(jìn)系統(tǒng)（核融合反應(yīng)+反物質(zhì)湮滅反應(yīng)）所發(fā)出的熱能進(jìn)行發(fā)電。13）不明細(xì)菌與病毒污染-生命紅外掃描探測(cè)到，計(jì)算機(jī)迅速控制飛船內(nèi)環(huán)境并使用化學(xué)品動(dòng)力噴撒以及紫外線(xiàn)給予消滅，或用機(jī)械人將其捕獲并進(jìn)行化驗(yàn)。航天員必須先接受基因治療

14、以對(duì)抗此類(lèi)病毒。14）宇宙飛船的形狀-宇宙飛船的形狀的兩邊需要配合與平衡，這是為了使得加速飛船時(shí)保證平穩(wěn)前進(jìn)。逃逸速度第一宇宙速度（軌道） 第一宇宙速度又稱(chēng)為環(huán)繞速度，是指在地球上發(fā)射的物體繞地球飛行作圓周運(yùn)動(dòng) 所需的最小初始速度。要作圓周運(yùn)動(dòng)，必須始終有一個(gè)力作用在航天器上。其大 小等于該航天器運(yùn)行線(xiàn)速度的平方乘以其質(zhì)量再除以公轉(zhuǎn)半徑，即F=mv2/R，其 中v2/R是物體作圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度。在這里，正好可以利用地球的引力， 在合適的軌道半徑和速度下，地球?qū)ξ矬w的引力，正好等于物體作圓周運(yùn)動(dòng)的向 心力。第一宇宙速度的計(jì)算公式是：GfracMmR2 = mfracv_12Rv_1 = sq

15、rtfracGMR = 7.9 km/s或者：mg = mfracv_12Rv_1 = sqrt（gR = 7.9 km/s實(shí)際上，地球表面存在稠密的大氣層，航天器不可能貼近地球表面作圓周運(yùn)動(dòng)， 必需在150千米的飛行高度上，才能繞地球作圓周運(yùn)動(dòng)。在此高度下的環(huán)繞速度 為7.8千米/秒。第二宇宙速度（行星系）第二宇宙速度又稱(chēng)為脫離速度，是指在地球上發(fā)射的物體擺脫地球引力束縛，飛 離地球所需的最小初始速度。frac12mv_2”2 - Gfrac（MmR = 0v_2 = sqrt（frac（2GMR = sqrt（2gR = 11.2 km/s同樣，由于地球表面稠密的大氣層，航天器難以這樣高的

16、初始速度起飛，實(shí)際上， 航天器是先離開(kāi)大氣層，再加速完成脫離的（例如先抵達(dá)近地軌道，再在該軌道 加速）。在這高度下，航天器的脫離速度較小，約為10.9千米/秒。第三宇宙速度（恒星系）第三宇宙速度又稱(chēng)為逃逸速度，是指在地球上發(fā)射的物體擺脫太陽(yáng)引力束縛，飛 出太陽(yáng)系所需的最小初始速度。本來(lái)，在地球軌道上，要脫離太陽(yáng)引力所需的初 始速度為42.1千米/秒，但地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)令地面所有物體已具有29.8千米 /秒的初始速度，故此若沿地球公轉(zhuǎn)方向發(fā)射，只需在脫離地球引力以外額外再 加上12.3千米/秒的速度。即物體所需的總動(dòng)能為：frac12mv_32=frac12mv_22+frac12m Delta

17、 v”2v_3=sqrt11.22+12.32=16.7 km/s第四宇宙速度（星系際）第四宇宙速度是指在地球上發(fā)射的物體擺脫銀河系引力束縛，飛出銀河系所需的 最小初始速度。但由于人們尚未知道銀河系的準(zhǔn)確大小與質(zhì)量，因此只能粗略估 算，其數(shù)值在110120千米/秒之間。而實(shí)際上，仍然沒(méi)有航天器能夠達(dá)到這個(gè) 速度。宇宙速度的概念也可應(yīng)用于在其他天體發(fā)射航天器的情況。例如計(jì)算火星的環(huán)繞 速度和逃逸速度，只需要把公式中的虬R,g換成火星的質(zhì)量、半徑、表面重力加 速度即可。預(yù)言未來(lái)：作一個(gè)粗略的設(shè)想：設(shè)想在2028年時(shí)，假如人們使用低軌道運(yùn)載能力為150噸（越為大卡車(chē)的質(zhì)量的15至20倍）的運(yùn)載火箭發(fā)

18、射一個(gè)質(zhì)量為神舟7號(hào)的20多倍，空間長(zhǎng)寬直徑都越為神舟7號(hào)的數(shù)倍多，使用核能供電（銫離子火箭）做推進(jìn)器，飛船在低軌道上自行加速。生活艙內(nèi)有旋轉(zhuǎn)模擬地球重力艙并具有人造綠化區(qū)，外殼備帶有冷超導(dǎo)體的外殼（用于發(fā)射磁場(chǎng)對(duì)抗帶電射線(xiàn)粒子）與文章上面所說(shuō)的“新外殼技術(shù)”，再加上艙內(nèi)的空間將大大增加（電子設(shè)備與生活設(shè)備都輕型化了+新材料）控制設(shè)備全部顯示屏觸控化了，宇航員靠服用營(yíng)養(yǎng)液&卡路里為生；飛船巨大的組件在運(yùn)載火箭上直接暴露在外， 火箭最上推進(jìn)級(jí)級(jí)也就是飛船的推進(jìn)器級(jí)采用核能供電（銫離子火箭）做推進(jìn)器。 火箭要作肖微改良與變動(dòng)。這時(shí)再用同類(lèi)的運(yùn)載火箭發(fā)射一個(gè)與飛船對(duì)接的登陸器與貨物艙。當(dāng)對(duì)接完成后，此時(shí)飛船成為名副其實(shí)的“行星系飛船”，這個(gè)飛船將可以用來(lái)載人火星或更遠(yuǎn)的星球如木衛(wèi)與土衛(wèi)等的任務(wù)（可選擇性）；飛船從軌道慢慢以強(qiáng)大的銫離子發(fā)動(dòng)機(jī)加速繞地球，后漸漸的脫離地球軌道，飛向火星去；在快要到達(dá)火星時(shí)，飛船反方向減速后到達(dá)火星軌道；釋放登陸器人類(lèi)探測(cè)火星；后釋放貨物艙登陸；探測(cè)完 畢