首页 > 科技 > 问答 > 科技知识 > 天上如何模拟重力环境,微重力环境怎么实现

天上如何模拟重力环境,微重力环境怎么实现

来源:整理 时间:2022-03-25 01:56:27 编辑:科技知识 手机版

《三体》中暗物质子弹真的可以实现吗?

《三体》中暗物质子弹真的可以实现吗

首先纠正楼主的一个错误,在《三体》中并没有什么“暗”物质子弹,而是“反物质”子弹。是星环城的实际控制者托马斯·维德用以对抗联邦政府恒星际战舰的终极大杀器。所谓“反物质”并没有什么特殊,但刘慈欣却无意间却通过这个问题,对未来的星际空战提出了一种匪夷所思的理解。第一个问题:什么是反物质?反物质是相对于正物质而言的,是正物质的反状态,简单来说由反粒子构成的物质就是反物质。

正电子、负质子都是反粒子,它们跟通常所说的电子、质子相比较,电量相等但电性相反,并且其他一切可以相反的性质也都相反。在宇宙中无论是正物质还是反物质,任何宏观的物质回溯到本源都是由原子构成。原子又由“原子核”和绕核运动的“电子”组成,而原子核还能进一步细分为“质子”和“中子”。质子和电子带有电荷,中子则不带电,但具有磁矩和力矩(自旋)。

正物质的原子核因为有带正电荷的质子,所以带正电,核外电子则带负电;与此相反,反物质的原子核因为有带负电荷的质子,所以带负电,核外电子则带正电。除此之外,两者原子核内中子的自旋方向与其磁矩的方向也完全相反反物质至今都是物理学领域的一大谜团,在上个世纪30年代,英国物理学家保罗·狄拉克最先预言了反物质的存在,理论物理学家相信宇宙在大爆炸中诞生时产生了等量的正反物质,但迄今为止人类虽然在宇宙中发现了微量的反物质,但并没有发现由反物质构成的天体。

反物质和正物质一旦相遇就会产生“湮灭”。这是人类迄今为止所知的最大规模的能量爆发,质量100%转换为能量。按照科学家的估算,1克的反物质与正物质湮灭所产生的能量就相当于当年投在广岛的那颗原子弹的能量。正是因为反物质所引发的湮灭能产生如此大规模的能量爆发,因此在科幻小说中常被用来制作超级炸弹或者作为星际飞船的动力。

在《三体》中,三体第一舰队就是通过收集宇宙中的反物质粒子,用正反物质湮灭产生的能量将飞船的航速提升至了光速的10%。第二个问题:《三体》中反物质子弹真的可以实现吗?维德从一名战士身上拿下步枪。哗啦一声拉动枪栓——你没看错,古代武器,用现代材料制造,子弹的发射药也不是火药,比真正的古代步枪射程要远一些,精度要高一些。

在太空中,这些枪可以在两千千米外击中一艘大型战舰,但也仅此而已,很原始的玩意儿。你一定觉得这很可笑,我也有这种感觉,除了一点——”他把枪还给那名战士,又从他胸前的弹链上抽出一发子弹,“我说过,基本上是古代的子弹,但弹头是新的,对现在而言也是未来的技术。这个弹头是一个超导容器,内部高度真空,用磁场把一粒小球悬浮在正中,避免它与外壳接触,这粒小球是反物质。

”可以实现这是毋庸置疑的,从原著来看,《三体》中的反物质子弹其实并不复杂,主要是在子弹的弹头上进行了改造,利用了正反物质湮灭所产生的巨大能量,将子弹变成了一枚事实上可激射的“炸弹”。要实现这种反物质子弹首先是要能够造出反物质:在现阶段人类已经能够人为的微量制造反物质,只是限于当前的技术代价过于高昂。2004年,CERN(欧洲核子研究组织)花费2000万美元才制造出了万亿分之几克的反物质。

按照这种比率,人类要生产1克的反物质就要花费100000万亿美元,并且反物质工厂还得不间断地运转1000亿年。《三体》中联邦军队围困星环城的情节被设定在了掩体纪元11年,也就是公元2345,距今300多年后。但因为智子封锁的缘故,事实上小说中的人类在高能物理领域只发展了100多年。按照人类科技的发展速度,如果说今天人类就已经能够微量的制造反物质,在100多年后实现千克级量产应该不是太大的难事。

其次就是控制反物质:在现实中不仅制造反物质是一个难题,如何控制反物质也是一个巨大的难题,因为反物质一旦和任何正物质发生接触就会湮灭,是一颗随时都能够被点燃的炸弹。因此只能通过磁场将其固定悬浮在一个真空的容器中,不和任何物质发生接触。以今天人类的技术还只能借助一些大型的设备,如果说100多年后将这些大型设备做到一颗子弹大小,并保持长久的稳定。

尽管有一定的困难,但并非完全不可能实现。第三个问题:刘慈欣没有说明的问题,步枪要如何攻击星际战舰?这是刘慈欣先生在《三体》中没有说明的问题,用一支步枪如何攻击一艘恒星际战舰。正常情况下,在太空中子弹尽管理论上可以飞出更远的距离,但因为传统子弹依靠火药进行推进,子弹的射速只能达到每秒1000米上下。这样的速度在地球上打仗足够了,但在《三体》中打的却是能够加速到光速15%的恒星际战舰。

如果这些子弹的射速达不到光速量级,很难想象到底能否击中这些战舰?按照《三体》中所描绘的科技,这些子弹应该使用了类似现代电磁弹射的磁力推进。但即使是采用这样的技术,要在不到1米的枪管内将一颗子弹加速至光速级别,也不是一件容易的事情。相比较反物质子弹弹头,我个人认为这才是这种子弹制造的难点。致力科学、科幻,专注深度,欢迎喜欢科幻的朋友关注:深度科幻!。

航天员在空间站里排泄物最后怎么解决?

航天员在空间站里排泄物最后怎么解决

天上可不比地上,上厕可以说是一件大事!女性宇航员更难,还要面临生理周期的问题!本次我国神舟12号的三位宇航员,需要在空间站呆上三个月的时间,但是太空没有重力,那他们是如何上厕所的呢?宇航员的排泄物又是如何处理?这段时间最受国人瞩目的,恐怕就是我国的航天员首次进入了自己的空间站,神舟12号载人飞船跟天和核心舱成功实现对接,6月17日18时48分,三名航天员聂海胜,刘伯明,汤洪波,依次进入了天和核心舱,这标志着我们中国人第一次进入了自己的空间站,同时也受到了全世界的关注,在许多国家也备受好评,接着下来航天员,需要在空间站进行为期三个月的任务那么长的时间,那你想过他们是如何上厕所的?排泄物最终又是如何处理的吗?既然要在太空呆三个月,这就带来了比以前更加复杂的个人卫生问题,俗话说人有三急,宇航员也逃不过这个问题,但是太空环境复杂,不受地球的引力,在没有重力的情况下,是很难方便的人每天吃进去的食物就要排泄出来,大的通常每天都要进行一次,小的可能五六次,甚至更多,除此之外,他们的头发胡须也会不停的生长,特别是女性航天员,还要面临特殊的生理周期不过我们也不要太担心,这些问题专家早就想到解决的办法了,还有能够成为一名宇航员,那可是万中无一的飞天之前他们都要经过严格专业的训练,体质也比我们普通人好太多了,在地面时就要进行真空的模拟所以他们在太空基本上不会出现头晕目眩的情况,但是很多问题设计师都要综合考虑,比如他们如何吃饭,剩下的残渣如何处理,怎么洗澡怎么上厕所?上厕所产生的排泄物,最终该怎么处置,总之有很多问题都需要解决所以载人航天是有很大的挑战性,不是每个国家都能够完成的使命太空马桶可以回收再利用人的生理废物是最难处理的,一开始是用一根管子进行排泄,然后再把尿液收集起来,或者直接把这些废弃的液体包括洗澡水排放到太空,但这会给飞船造成一定的危害性,这些液体排放出去,气温降低,就会依附在灰尘的太阳板上,时间久了就会降低电池板的发电效率水资源对于宇航员来说是非常金贵的,现在设计出来的太空马桶价格高达2000万美元,这可不是简单的马桶,不但可以方便,还可以回收再利用,如果是用瓶子的话,因为没有重力,尿液也不会乖乖的跑进瓶子去,搞不好还会反弹出来刚开始宇航员在飞船上上厕所,就是一个难题,美国专家就发明了一种高分子吸水材料制成的尿不湿,可以在紧急情况下解决宇航员的尴尬问题通用废物管理系统专业人士把太空马桶称为通用废物管理系统,可不是一套简单的设备,可以有效的回收水资源,净化过的水资源,甚至比地球上的饮用水还要干净,可以直接饮用,因为往飞船上运送水资源会要付出很高的花费除了小便,大便的水分也是可以回收的,因为大便含有70%的水分,通过太空马桶回收出来一样可以饮用WSS回收系统这一套太空废物回收系统英文缩写wss,这是责任航天器,环保的重要组成部分,这套系统是从长期飞行的飞行器应用到空间站上的,其实这套系统还分为俄罗斯体系和美国体系根据相关资料显示,这一套环保系统对生理周期的女性航天员是非常有利的,我们中国是采用了俄罗斯的体系,俄罗斯则是采取的和平号空间站长期的飞行技术,沿用到了国际空间站上回收系统分为再利用和遗弃其实并不是所有的废物都能够完全回收,还会产生一些毫无用处的残渣,通常需要回收的就是水分了,除了尿液还可以回收汗液,汗水蒸发到空气中,利用空调系统让他们冷却凝固下来!然后再想办法回收就可以饮用了,汗水的回收要比尿液简单小便首先需要排进太空马桶里,然后再利用这一套回收系统进行回收,国际空间站采取水循环系统设备,把汗水跟小便注入其中,然后利用电能,采用蒸馏法,就把水分提取出来了,有的人可能觉得怪怪的,喝不下去,其实这根本是可以饮用的,完全达标,而且太空可不比地球,资源非常稀缺这一套设备能够提取小便当中97%的水分,剩下的垃圾就会扔进大气层,剩下那些3%的水分还是有用处的,可以溶解代谢的废物,净化不掉的残渣废物,就用密封袋密封起来,太空在地球的大气层之外,所以没有重力,永远只能用湿纸巾来清洁个人卫生,三个月当中就会产生大量废弃的湿纸巾,也会把它用塑料袋密封起来写在最后:空间站后面接着一艘飞行器,是给空间站进行补给的,等到补给消耗差不多了,就把垃圾放进去,最后它脱离空间站,向大气层飞行,在与大气层摩擦时,外壳就会燃烧,最终废弃的垃圾也随之烧毁,但也有部分可能落到地球,不过基本不会砸到人的生活区!。

有什么办法(装置)可以在地球上创造出微重力的环境?

《三体》中暗物质子弹真的可以实现吗

在2006年,当宇航员海德马里•史蒂芬莎•比伯返回地球的第二天,在美国的埃林顿菲尔德举行了一个欢迎仪式,她受到了100多人的欢迎。然而,吸引全球关注的不是她的成就——在太空中呆了12天,而是因定向障碍和昏厥引发的两次尴尬时刻。六位演讲者中她排在第五位,她的身体晃了两下,说话时几乎倒在地上。这是因为海德马里还没有完全适应地球的重力。

低重力环境,如国际空间站(ISS)绕转的轨道,与地球是完全不同的。我们习惯地球的重力环境之后,需要过一段时间才能适应太空环境。虽然在国际空间站上大约能感受到地球重力的90%,但由于空间站绕地球高速运动,这会产生失重的现象。长期在这个重力环境下会对骨骼和肌肉有所损坏,对于计划在空间站呆上数月的宇航员来说,他们会感到十分不安。

在国际空间站尚且如此,那么想象一下在深空会有什么影响。太空中的宇航员美国宇航局(NASA)为了帮助宇航员适应这样的重力环境,每天都要求宇航员进入这样的重力环境,作为他们训练的一部分。封闭的“零”重力区域不在空间中,而是在地球上被创造出来了。那么问题来了,美国宇航局要如何实现这一目标?自由落体这里的“零”这个词非常具有误导性。

如果太空中不存在重力,那么距离我们约38万公里的月球将停止围绕我们不断旋转。正是重力,海王星才能够围绕太阳旋转,太阳才可以附着在银河系上。引力是一种来自于物质的力量,而且这种力量在宇宙中无处不在。引力可能接近零,但永远不会降为零。NASA在地球上创造了微重力区域,使宇航员能够模拟在太空中漂浮的环境。然而,他们的浮动是一种幻觉,宇航员不是在漂浮,他们是在下降。

地球和月球伽利略曾声称,无论物体多重,它们从任何高度坠落都会同时触及地面。最经典的例子是同时扔下一把锤子和一根羽毛,如果没有空气阻力,它们一定是以相同的速度下降,这也正是阿波罗15号的指挥官在月球上演示过的实验。同样,国际空间站以及其中的宇航员也以相同的速度落向地球,只不过速度足够快,而地球表面又是弯曲的,所以可以避免撞到地球上,从而一直绕着地球做自由落体运动。

如果有人与脚下的称重机一起自由落体,就会发现秤一直卡在零,这就是所谓的失重。我们都有过失重的体验,比如电梯在上升过程中速度降为零的过程。或者在过山车的顶部,当座椅和身体脱离时,人就可以体验到失重,尽管只有几秒钟。此时,座位和身体以同样的速度下降,直到再次接触,这时,人就会重新感觉到自己的体重。在飞机上模拟太空的失重环境NASA让宇航员在一架巨大的飞机上飞行,以此让他们感受微重力。

昵称为“呕吐彗星”的飞机像过山车一样爬上天空,在上方瞬间漂浮,然后滑向另一侧,直到它到达与开始时相同的高度。飞机的机鼻开始弯曲后,其乘员立即开始“漂浮”。当飞机的身体最终与地球表面平行时,宇航员 “漂浮”不少于三十秒。随后,机鼻面向地面,这意味着飞机正在飞向地面,这时重力逐渐增加。在2-3小时的训练期间,飞机会沿着这个抛物线飞行60-70次。

在飞机上,宇航员会测试他们的装备,并在每次重力“关闭”时练习吃饭、喝水和操纵。这种兴奋感或者说恶心感,并不是只有NASA的宇航员可以体验到。Zero G公司向非宇航员提供了在其G-Force One飞机上体验微重力的机会,票价大约需要5000美元。然而,商用飞机只能沿着这个抛物线飞行12-15次,因为这样飞行60次可能会使人感到恶心。

要实现在空间站里涮火锅,还有哪些技术难点需要克服?

空间站里涮火锅味道太大了,最科幻的方式是人工制造“重力”环境,简单一些的包括制造一个密闭的锅子,但对吃货来说不能随涮随吃甚是遗憾。空间站内由于所有物体都随着飞船绕地球高速运行,因此飞行器内是微重力环境,水虽然会因为表面张力和粘性存在黏在物体表面,但是当加热后就不一样了,水会沸腾,然后沸腾的水和油就会胡乱飞溅,显然不能用开放式的锅子,需要用一定方式将水和火锅底料封闭在一个容器内,由于水导热不大好,锅内液体的沸腾过程也和地球上不一样,还得设计一个搅动水的装置,再设计一个专门的挂食物的架子,放进去闭上煮熟后弄出来,这就有点问题,食物并不会同时熟透。

在空间站用电倒是方便,煮火锅的能量来源不需要太担心,但对于主要用于进行科学实验的空间站,火锅耗电还是比较多的,加上空间站是密闭的环境,吃一次火锅空间站内的味道估计会很大。这样的锅子大概也不能叫火锅了吧,或许该叫高压锅了,不容易控制火候,再者吃火锅吃的就是随性,想吃啥随时涮,想涮多老就涮多老。未来当人类有足够的实力建造庞大的飞船,就有了制造重力环境的需求,可以通过转动等方式形成,那个时候在太空涮火锅才比较靠谱。

越来越多的女性宇航员被送入太空,她们如何保障自己的隐私?

航天员在空间站里排泄物最后怎么解决

女性宇航员在太空如何保障自己的隐私?要是来生理期更麻烦,连厕所都不能使用!随着载人航天事业的不断发展,越来越多的女性宇航员都被送上了太空,其中我国的刘洋和王亚平,也先后进入了太空本来在实现载人航天的初期,美苏都是不太敢考虑女性宇航员的,因为她们有着特殊的生理周期,怕到了太空,血液无法排出,造成回流,然后危急生命,毕竟那是一个真空失重的环境,不过通过实践证明,女性的例假并不会受到微重力的影响,跟地球上几乎没有太大的差异,所以越来越多的女性宇航员诞生了2012年之前,我国进入太空的都是男性,后来就诞生刘洋、王亚平两名女性宇航员,载人航天起步的初期,共同进入太空的基本上都是男性,毕竟男女有别,同性的话更方便生活,女性参加的话,因为性别的原因,就要保证她们的隐私一、女性宇航员的选拔非常严格第一位进入太空的女性宇航员捷列什科娃,说过这样的一句话:“宇宙对于女性来说,既不宽厚也不多情,我们需要接受跟男性完全一样的训练”太空跟地球的环境有着巨大的差别,在那里生活和工作,充满了许多未知的危险性和挑战性,因此选拔宇航员时非常严格,需要具备强健的体魄,过硬的心理素质,冷静清醒的头脑,在太空或许因为一个小小的错误,都可能带来致命的风险太空:太空是指地球大气层以外的宇宙空间,距离地球海平面100公里左右的高度称之为卡门线,也就是大气层与太空的分界线宇航员选拔时可能有1000多人,经过严格的挑选之后,最终就只剩下了十多个,这十多个当中还要经过精挑细选,通过了理论学习,生存训练,体能训练,飞船操作训练等等,一系列的关口才有可能成为一名合格的宇航员,理论课程就高达60多门,航天员需要具备高学历,高智力以及强大的学习能力通常女性宇航员都是要求已婚已孕(并非绝对),还不能有过剖腹产,因为剖腹产会留下疤痕,在太空生活可能造成血管破裂,危及到宇航员生命安全,因为太空是一个低压的环境,还充满了许多危险的辐射,怕她们回来之后影响到生育,国外就有生下畸形儿的例子,虽然不是绝对的但也要防患于未然二、女性宇航员在太空如何保证自己的隐私?俗话说得好巾帼不认须眉,女性在很多方面都比男性更具优势,比如她们身体小重量轻,能够减少飞船的发射难度,而且思维敏捷,耐得住寂寞,做事认真细致,还能活跃气氛,老话不是说男女搭配干活不累嘛!所以越来越多的女性宇航员跟男性一同前往太空探索即便到了太空,他们也需要睡觉,洗澡,上厕所,女性还有生理周期,这些都是很隐私的问题,他们处在一个狭小的空间,又该如何保证自己的隐私呢?01、洗澡首先洗澡不能像地球一样进行淋浴,因为那是一个微重力的环境,液体并不会乖乖的向下滴落,而是会漂浮在空中,或者聚集在你的周围这样非常麻烦,于是美国宇航局发明出了圆柱形的淋浴罩,底部配备了抽风机,能够模拟出重力,这样水滴就会下流了,洗澡的时候就会方便许多但这里的水资源极为珍贵,如果像地球上一样淋浴的话太浪费了,所以很多时候宇航员都只能使用湿毛巾进行擦拭,在这方面会对女性特别关照,给她们更多的水资源,毕竟女性头发是很长的,也会配备专用浴帽,然后再用清洁剂洗头注意不能使用化妆品和护肤水,但是可以采用护肤品,因为粉尘很可能引发电子设备的故障02、睡觉睡觉时跟地球上也是完全不同的,太空没有上下左右之分,所以头朝向任何一个方向都是可以入睡的宇航员可以站着睡,躺着睡,趴着睡,还可以头向下睡,不过大多数时候,他们都是躺在睡袋里,然后固定好再入睡,否则一觉醒来,你就飘出去了,没有重力的影响,轻微的呼吸都能让人飘动,如果入睡困难,也可以才用安眠药来辅助航天员睡觉的地方空气不流通的话,二氧化碳会引发报警器报警,然后航天员就可以进行通风口气流的调整航天员们都有自己的休息室,拉上帘子,外面的人就看不见了,所以能起到保护隐私的作用,加上太空日出比地球要频繁,每天能看见16次日出,所以睡觉时可以采用眼罩来蒙住眼睛宇航员们也有自己的储物柜,里面放着许多私人物品,女性还有自己的卫生用品,虽然空间不是很大,但一切都替她们考虑周全03、生理期为何不能使用太空马桶为了防止上厕所时液体四处乱窜,太空上的马桶都是很小的,底部还有抽气系统,能够将固体液体吸收后,进行分流,单独处理,为了保证他们的隐私,有的太空舱男女航天员都有各自的厕所根据男女不同的生理,研究出了不同的马桶,男性排尿器为圆形漏斗,女性则为椭圆形的女性来生理期时跟地球也差不多,可以使用卫生棉条,或者纸尿裤,如果执行短期任务的,还可以采用药物来改变生理周期但是太空舱中的马桶是需要回收尿液的,水资源非常珍贵,回收处理之后,又可以饮用了,但是并不能回收血液,为了避免弄脏宝贵的水源,所以来例假时不能使用马桶写在最后所以女性宇航员到了太空,要比男性承受得更多,她们来生理期时,上厕所就有了难度,随着航天事业的不断进步,探索的时间也会越来越长,而女性要比男性的心理素质更好,还能承受孤独和寂寞,能适应太空枯燥乏味的生活,工作效率也会提高,而且在微重力的环境下,女性的雌激素和镁的代谢比男性更好,不容易引发血栓或者其他疾病,所以女性宇航员进入太空是必然的,她们为人类的进步做出了巨大的贡献,是当之无愧的巾帼英雄!。

文章TAG:天上如何模拟重力环境微重力环境怎么实现天上如何模拟

最近更新

  • 手机里的图片都在哪里?,你们手机里的照片都存在哪里

    手机空间释放后,上传到腾讯相册不显示占用空间,手机操作过程中也不会出现卡顿现象。清理手机垃圾时,腾讯相册不会有垃圾,所以整体上没有发现内存占用现象。我给大家分享一个储存照片的好方法 ......

    科技知识 日期:2022-07-20

  • 人为什么要有价值观,一个人存在的价值是什么

    树立正确的人生观和积极的价值观,首先要树立正确的是非观。决定一个人价值观的标准不一样。根本区别在于各自的创造力、精力,差异化的社会分工,利益分配平衡中相对统一的需求。一个人的认识和 ......

    科技知识 日期:2022-07-19

  • 为什么黄牛抢票用什么软件,为什么还会有黄牛抢票

    黄牛使用的抢票软件是独立软件。最后黄牛用的抢票软件和我们的差别很大。我们平时用的软件都是市面上常用的。这些抢票软件都是很多人用的,服务器平均分配后自然减少了我们每个人的份额,这也是 ......

    科技知识 日期:2022-07-18

  • 为什么苹果亮银贵,为什么苹果的数据线这么贵

    你知道为什么苹果的数据线贵但是容易断吗?苹果手机最大的优势就是iOS系统和苹果的A系列处理器。关键是最便宜的苹果数据线官方售价149元。按照大部分苹果数据线不到一年的使用寿命,光是 ......

    科技知识 日期:2022-07-18

  • 谷歌眼镜显示屏在哪里,哪些VR眼镜值得买

    VR眼镜的分类目前VR眼镜主要分为VR盒子VR一体机和PCVR。去的太早了,先发明骑行用的智能眼镜还好,但还没消失。第二代企业版谷歌眼镜高通SnapdraonXR1平台运行,不出售 ......

    科技知识 日期:2022-07-18

  • 上海哪里体验一加手机,一加手机真的快不行了吗

    说到一加,总会有一大批人说一加手机只活在互联网上。比如现实中没有一加手机的踪迹。一加定位,首先你必须是网络爱好者,否则一般没机会看到。其次,一加一直以来都是精品旗舰策略,每一次新机 ......

    科技知识 日期:2022-07-17

  • 为什么冬季雾霾最严重怎么办,夏天难道就没有雾霾吗

    为什么冬天有雾霾,夏天没有?看来雾霾的主要原因还是气象条件。其实冬天的雾霾已经比以前轻很多了。所以直到现在,冬天还是有雾霾。个人认为和农民烧麦秸没关系。入秋以来,随着来自中国的西北 ......

    科技知识 日期:2022-07-17

  • 苹果为什么好用,苹果的系统那么难用

    我用的是苹果安卓,我觉得苹果不好用。我承认苹果系统很流畅,但是旗舰安卓机型还可以,更重要的是也很耐用。苹果系统真的没有安卓系统自由。换了苹果第二天就开始想念安卓了,应用很忙。微信视 ......

    科技知识 日期:2022-07-17