星际旅行需要强大的动力,这是为了因应星际间的巨大尺度。强大的动力需要非凡的能量供给,非凡的能量供给需要超乎常规的能量获取方式和装备。
探访号配备的是当今地球最顶级的推进器:双工高能推进器。
所谓双工,即是使用氢聚变和反物质湮灭两种最强大的能量获取方式。
氢聚变所获得的能量,用于探访号日常动力需求,维持合适的星际飞行速度。
反物质湮灭能量的获得,用于飞船的加速和一些特定情形。相同物质重量下,反物质湮灭所获得的能量,比聚变高两个数量级。
但反物质的制取,耗费巨大,且会造成地球的环境问题,所以,在巡航飞行的情况下不会使用。
只有当飞船需要加速或遭遇强大引力场等紧急状态,需要比氢聚变更大的能量时,才起动反物质湮灭,用更强大的动力加速或摆脱困境。
探访号聚变获得能量,要用很多原料氢,这除了在基地携带之外,还可以在星际空间中获取。
探访号两侧装有激光发射器,需要时,可以把激光光束由棒状变为漏斗状(这漏斗向飞行的前方扩开),用以收集星际间游离状态的氢原子和水分子。
在光的压力下,这些星际间闲逛的物质被聚拢到这个漏斗的底部,即是探访号安装激光发射器的位置。
收集分离后,氢原子(氢气)液化储存。收集的水视需要,或分解为氢和氧,或将水处理后用于星航员饮用。分解的氢作聚变原料,氧用于调节航舱的空气氧含量。
收集到的其它星际尘埃,除一部分留作研究外,多余的仍让其重归星空。
收集星际间的这些物质,对长时间持续的星际旅行,关系极其重大,是不可或缺的。
探访号飞船有四大系统:一是能量动力系统,二是星际状态探测导航系统,三是生命维持系统,四是通信系统。
能量动力系统为其它三个系统提供所需的能量。能量动力系统,最重要的就是双工高能推进器和其原料储存设备。
其中的氢聚变发生器既为探访号的巡航飞行提供动力,也通过热电转换,为飞船的正常运行提供全部电能。
原料储存设备,对于氢来说就很简单,有个高压罐就行了。但对于反物质的储存,确要费些功夫。
反物质要用高强度磁场来束缚储存,不能接触一切物质,不然就产生湮灭释放巨大的能量。
反物质要用高强度磁场来束缚储存,一句话就搞定了,但在工程实施上,是一件非常难的事情,那是顶尖科技。
实际上,反物质的制造(或曰创造)和储存几乎是同时的。制造和储存是在同一个装置内完成,然后把存有反物质的储存器安装到飞船上。
反物质不但制造难,移动也是很难的,需要在专门的储存器内安放和移动。
飞船的日常全部能量是个不小的数字,都要靠聚变来得到。航舱的温度,要适合人的需要;航舱要有适当的光照亮度;飞船的电器探测设备,要提供足够的电力;飞船的反引力装备,需要能量;航舱中模拟地球的重力状态的设备,也要提供电能等等。
探访号四周布满了各种各样的传感器,用以感知星际间的各种情况。有光传感器,用以获取星际中星辰的分布影像;有引力传感器,用以获取周边的引力分布情况;有能量场传感器,探测能量和暗能量,探测磁场和弦能量场。
有射线粒子传感器,探测各种高能粒子和射线;有无线电波接收器(即是接收那个引发星际航行的神秘信号),让飞船锁定这个信号,飞向信号源头。
有星际物质传感器,配合激光漏斗收集器,探知所处星际的宇宙尘分布情况,分析成分,控制漏斗收集器的打开和关闭。
还有飞船探测雷达,用以确定探访号四周的天体的大小、方位、距离,确保安全和获取其它需要的数据。
关于暗能量,目前的认知还在初级阶段。所谓初级,是指在一定的情况下,没办法明证其存在,但却没有其它的合适的解释,把暗能量加进去,便可以使其存在,符合我们的逻辑思辨。
暗能量,不像光热磁电那样被探测和看到,但宇宙的加速膨胀,又让我们百思不得其解。人们就会问了,这些宇宙天体,在靠什么能量来加速远离。
最简便的方法,就是加进一样东西去,那就是有能量在推它们,这些能量在我们的认知之外,用暗能量这个词套在它们头上,就可以了。
也就是说,先别让自己茫然无措,加个东东给它,标明它们的可能身份,以后再慢慢来收拾它们。
既然没有被认知,那暗能量又怎么被人为设计出来的传感器感知呢,那不是很谎谬吗。其实是这样的,是用排除法,在星际间做一些实验。
利用星际间暗能量聚集度较高(通常的认定)的状况,把可能引发暗能量效应的传感器装上去进行检测。
基于会引发效应的多种可能,工程师们设计了多种暗能量传感器,来感知暗能量是否被检测到。
如果未能被检测,则说明这些可能要被排除掉,应该再去寻找其它方法。
暗物质感知探测比之于暗能量,情况似乎好些,因为毕竟它有引力作用。暗能量如何使宇宙加速膨胀,这真是太烧脑了。
天文物理学家把膨胀推给了暗能量,一推了之。工程师们要把各种感应器件设计出来,也是难为他们了。
至于他们怎么搞,搞得怎么样,有没有效果,一般人采取不管不理的态度比较对头。
不然的话,自己也加进去烧脑,把自己烧成路边摊档的烤肉串了谁来负责,这绝对不是一种明智的选择,你说对不对。
到这时,可能有人要问了,那探访号的速度是如何检测的呢,你怎么知道它的飞行速度呢?没有安装速度传感器呀,是工程师们挂万漏一吗!
又是超级烧脑的问题。
根据官方的资料,简单说来是这样的:刚起飞时,是参照探访号和地球的距离时间变量来测定,其公式细节由工程师们设定。
到离地球一定距离后,就参照探访号和太阳的距离时间的变量来测定,也是工程师们的事;
飞出太阳系后,就根据质量和速度的关系来测定。飞出太阳系后,太阳的引力趋于可被忽略,探访号的自身速度按照质量速度的关系趋于稳定可靠。
探访号的这个速度计量器,就是根据这样的要求被设计制造的。求取运行中的质量数据,就求得飞船的速度。显然,这已超出了常规的速度计量的含义。飞出太阳系,观念被改写。
试想一下,在茫茫星际间,你能用那个物体作为参照呢。都那么远,全都在运动,取哪个为准?有的离你而去,有的奔你而来;有的这时好像不动,过后不久又动了。都没有相同的,都是不同的,拿不到正确数据。
在未飞出太阳系和飞出太阳系之间,情况比较复杂,这里取简单的和容易即时理解的。放弃求全责备,舍弃斤斤计较,换取心情轻松,应该是个比较合乎人性的选项。
我们的探访号,就是靠这样的能量动力装置,靠这些传感器,靠这些所需的机器设备,来保持正常的运行,来保障任务的顺利完成。