飞到火星需要几年 #2023.4.26
以下文章来源于道典小雨 ，作者道典小雨泠夜辉
本故事纯属虚构
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飞到火星需要几年 #2023.4.26
一）物理学家
前二天录视频，无意说了一段话，传到了网上，就变成了物理学家批评马斯克。
这二天看知乎，知乎上已经起了“如何看待……”之类的问题。
哥哥再继续往下刷了一下评论，评论惨不忍睹。
中国物理学生的水平，已经差到这么惨绝人寰了么。
还是说，互联网进步了，阿猫阿狗都成了网民。
哥哥的物理，荒废已久。就只剩下一些硬核的物理学教养。
让我这个老一辈的学长，教教你们吧。
二）碳基生物
第一个问题，飞到火星需要多久，九个月还是九年。
目前，“火星探测器”飞到火星边缘，需要九个月的时间。
光速通讯，大约250秒。
这也是知乎一群小孩子，嚷着“九个月”的原因。
问题是，你飞到“火星”，这次运载的是人，不是机器。
在千禧年的评比，“21世纪会淘汰的十项重大技术”，载人航空名列第六。
各国普遍表示，这玩意不靠谱，没价值。
类似于手机电脑的电磁产品，最高可以承受10000G的加速度。
而碳基生物，顶天不超过10G。
还要额外造“救生舱”。
航天器难度，数以倍计。
人类需要“吃、喝、拉、撒”，而且很容易得心理疾病。
你让一个人，睡在“棺材里”，睡眠仓九个月，这是不现实的。
众所周知，所有地球兵种中，待遇最丰厚的，是“潜艇兵”。
哪怕极精锐的潜艇部队，单次潜伏，也不能超过90天。
否则会导致极其严重的幽闭恐惧症。
所以，你一定需要一个“很宽敞”的尺寸，让人可以活动。
地球到火星，最少也要几个月。类似中国空天站的“三室二厅”是标配。
马斯克的Starship，也配备了健身房。
而当你一个“航天器”，达到了三室二厅的规模，就超出了单次火箭的运载能力。
也就是Elon musk星舰最近漏了一下脸，单体载重100吨。
中国的主流火箭，负重基本在2.5吨。
像神宫空天站这种大家伙，需要N次发射。
一个一个模块，逐渐搭起来的。
国际航天界的共识，“载人火星”要比“载人登月”，难上N倍。
共识是，远航的飞船，至少要高达200~300吨。
理想的是1000吨。
更理想的，若能造出120米直径的旋臂，这样才能制造“人造重力”。
巨型飞船，需要在近地轨道拼装 |
你看《流浪地球》，为什么太空电梯这么热门。
几乎所有的科幻片，太空时代一定有“太空电梯”。
因为太空时代，默认的是“太空工厂”。
一切大型的飞行器，必然是在“近地轨道”拼装的。
未来人类征服银河系的大船，十万吨级，也一定是在零重力轨道拼装的。
你不可能从“地面上”，发射一艘十万吨Starship。
龙骨折断了怎么办。
“太空港”至少距离地面200KM，人类再换乘电梯上下。
太空船，是不会进入大气层以内的。
所谓火星飞行，并不是一趟飞行。而是一个计划。
先要在太空中，拼接飞船，然后再可以发射。
耗时经年。
三）引力弹弓
第二个问题，是“引力弹弓”。
太空类似于航海，一切“补给”，都需要随身携带。
补给的压力，是非常非常沉重的。
能省一点是一点。
为了节约燃料，最常见免费的办法，是“引力弹弓”。
如图，如果我们经过大质量天体时，而且你的轨道和它并不重合。
“伴你同行”。
则在卫星和天体错开时，可以借助天体免费的“甩开”加速。
我们所谓的“七个月到火星”，也是要借助引力弹弓的。
这玩意类似于潮汐，掐着日子算的。
也就是你去的时候，正好赶上了洋流，事半功倍省事。
等你回程时，“潮汐”没了。
你在火星苦苦等待，等啊等啊，等下一个班次。
可得很多年以后，才有顺风车了。
四）减速
第三个问题是，“到达火星”和“降落火星”，是彻头彻尾二个概念。
到达火星时，你的速度可以很大很大 降落火星，你的速度必须为零，你需要减速。
如果你携带一个无机物，当你掠过火星上空时，你可以直接扔下去。
哪怕带一支小火箭减速，也没多少重量。
可如果你携带的，是一群“碳基生物”。
你敢把棺材们，直接扔下去？
当你减速时，你需要和加速一样多的燃料。
甚至更多，因为你加速时，借助了“引力弹弓”的力量。
减速时，你需要2倍，3倍的燃料。
当然，某些人特别敢想。他们飞到了火星后，还要“火星—地球”再返回。
地球—火星，加速 火星到了，减速 火星—地球，加速 地球到了，减速
“有效负荷”动辄翻几倍，这是何等的雄心壮志，口号震天。
好消息是火星引力低，所以火星起飞，远不用万吨燃料
近期一条新闻，“时速1000KM真空超高速火车”，上海至杭州只需要9分钟。
而物理常识知道，这是绝对不可能的。
哪怕巅峰时速再快，你都要经历一个“加速---跑路---减速”过程。
其中加速过程，可能就需要100KM。
上海至杭州，还没有加速，就开始减速了。巅峰时速，绝不可能达到1000KM。
如果你考虑到减速的燃料，甚至回程的燃料，你就不能一味加速。绝不可能像探测仪一般飞。
它一定存在一个最经济“加速---平飞---减速”速度。
而这个速度，是远远小于好奇号的。
五）火星开发
好了，火星上能不能有石油。
火星如果可以开发，宇宙飞船就不用携带往返燃料了。
非常抱歉，火星上没有氧气。
也就意味着，火星上无法燃烧。别说石油，连汽油都烧不起来。
这牵涉到一门学问，《火星改造学》
火星改造学的主要目的是：
火星没有大气层，因而不能保护文明。要给火星制造大气层。 火星过于寒冷，需要云层包裹热量。 火星没有氧气，无法供养地球文明。
这几样东西联合的结果，解决方案是“污染”。
借鉴地球温室效应的经验，先把火星气温拉高。
具体的做法，派遣无数无数的AI机器人。他们唯一的工作，是“扬尘”。
扬起漫天的黑灰尘，借助火星低重力，长期悬浮，遮蔽阳光。
云层厚达二公里，包裹火星，热量无法散发。
再放入植物，吸收二氧化碳。
整个过程，最乐观的估计，需要300年。
毕竟改造一颗星球的大气，没用几万年，已经算是很客气的了。
六）结语
《火星改造学》的前提，是投放无数的AI机器人。 母舰的前提，是能在近地轨道，拼装大型飞船。 “太空工厂”的前提，是有太空电梯。 太空电梯的前提，是有高强度纳米材料。 纳米材料的前提，是“分子动力学”的预测计算能力。 歼星计算机的前提，是有高质量的并行GPU
(参考前文)
拜《刺客信条》《艾尔顿法环》之福，我们目前有了高质量的GPU。
整个清单，一步一步，似乎也在按部就班地推进。
一百年后，我们可以拼装出星舰。
五百年后，我们可以改造火星大气。
当然，有一群狂热马斯克的信徒，相信2050年，就可以有100万人生活在火星。
对于这群鸟人，我只有一句要提醒的：
鉴于火星的重力，只有地球的1/3 在火星待久了，人会变得尖嘴猴腮，手指延长似鸡爪。
（知名不具，泠夜辉）
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