反物质粒子有什么用,反分子,反物质有什么用途( 二 )


美国人罗伯特·佩奇设想了一种反物质推进的星系际飞船,用500万年飞向离银河系最近的仙女座中的大漩涡星系 。这需要10万代人的生命延续 。为了保证人口质量和文化稳定(最主要的要记住从哪里来,到哪里去) , 需要几个种族的好几千万人同行,这就是一整个社会 。因此,这艘飞船必须能提供几千亿平方米的表面积 , 供居住、生活和工作 。飞船的质量在500亿吨以上,加上几乎同样质量的反物质(如磁悬浮状态下存贮的反铁),总质量在1000亿吨左右 。其中人员和几亿吨物质只占1% 。建造飞船和合成反物质,需要好几千年的时间 。为了避免飞船工作时辐射出来的能量(相当全世界核武器的总能量)伤害人类,飞船应在冥王星以外的轨道上建造与组装 。
飞船用所载的反物质和本身的结构材料湮灭的能量启航和加速 , 同时为生活、交通、工农业、商业和学校等社会功能机构提供能源 。在加速500年后 , 达到0.2%的光速,2万年后达到8.8%的光速,4万年后达到25%的光速 , 5万年后停止加速时,达到40%的光速,这时飞船90%的质量已转变为能量而消耗掉,而人口则增加到10亿 。飞船已飞出了银河系 。5万年加速时间似乎很长,但它只是整个航行时间的1%,就像100千米行程的汽车,用1分钟加速到60千米\小时一样 。
在巡航期间,为了使飞船保持足够的热量,同时能容纳足够数量的城镇和电子、通讯、交通等系统,需要花几千年的时间,将飞船改造成卷席形 。
在离目的地4万年航程时开始减速,到达目的地后,飞船原始质量的9%又被转换成了能量 , 人口则增加到50亿 。
星际冲压飞船1克加速航行用什么能源产生动力 , 始终是宇宙航行的主要问题,这既关系到飞船的速度,也关系到飞船的质量 。最有利的办法 , 当然是直接从太空获取高性能的能源材料 。
氢是宇宙中普通存在的物质 。在广阔的宇宙空间,虽然是高度真空 , 但仍然有氢分子和氢原子存在 。在太阳周围的空间比较稀少,每立方厘米只有0.1个氢原子,在星际分子云中多一些 , 每立方厘米达4万个左右 。当然 , 这比起地球大气来是非常稀薄的,每立方厘米的地球大气含有4万兆个氮和氧分子 。
科学家们设想,在已有相当速度的宇宙飞船上,安装一个巨大漏斗形氢采集器,让它在前进过程中,把太空中的氢收集起来,然后让它进行聚变反应 , 用所产生的能量使飞船加速 。1克氢原子聚变可产生6300亿焦耳的能量,是烟煤能量的2000万倍 。由于这种飞船与冲压喷气飞机相似,所以称为星际冲压飞船 。假如星际冲压飞船的初速度为16.7千米1钞,为了每秒钟收集到0.5克氢,氢采集器的直径必须在几百千米以上 。