真实版"死星空间站"可行吗？可能需要热核实验反应堆

Daphane

來源: 新浪科技



在科幻电影中，死星是由一种叫做“quadanium steel”的材料制造，这是一种虚构的金属合金，200万帝国人员在死星上居住，其中包括：军官、突击队和TIE飞行员。这在现实世界中能否实现？　　新浪科技讯 北京时间11月28日消息，据国外媒体报道，在科幻电影《星球大战外传：侠盗一号》剧情中，“死星”是一颗120公里直径的空间站，可以容纳200万人居住，死星释放的激光能够摧毁行星，具有强大的力量。太空等离子体物理学家马汀·亚彻（Martin Archer）全面分析我们是否能够建造一颗真实的死星？以及建造它从何入手……
　　科幻电影《星球大战外传：侠盗一号》中死星空间站接近一颗卫星的体积大小，它释放激光可以完全炸毁一颗行星。未来会有人建造这样的末日级的战争武器吗？
　　亚彻指出，如果要建造死星空间站，未来派工程师必需充足的材料，才能建造直径120公里、容纳200万人居住的空间站。科幻电影《星球大战外传：侠盗一号》讲述了叛军如何窃取原始“死星计划”的故事，死星是一个卫星体积大小的空间站，拥有足以摧毁一颗行星的强大武器。
　　如果我们获得“死星计划”，能否建造一个类似的太空堡垒？亚彻决定从科学角度计算分析死星是否可以实际工作。在科幻电影中，死星是由一种叫做“quadanium steel”的材料制造，这是一种虚构的金属合金，200万帝国人员在死星上居住，其中包括：军官、突击队和TIE飞行员。这在现实世界中能否实现？




科幻电影《星球大战外传：侠盗一号》中死星空间站接近一颗卫星的体积大小，它释放激光可以完全炸毁一颗行星。未来会有人建造这样的末日级的战争武器吗？　　我们不必担心建造死星所需的大量原材料，例如：需要当前地球钢铁生产182倍的速度才能具备相应的钢材，我们可以通过提高生产速度和囤积钢材来实现。
　　亚彻指出，我更关心的是如何为这样庞大的空间站提供动力，以及如何为死星上的每个人提供重力。事实证明，我们的传统技术可以实现这一点，国际空间站每1立方米空间需要0.75瓦电能维持运行。国际空间站拥有8个太阳能电池板阵列，长34米，宽12米，可提供相应的电能。
　　但是对于死星而言，即使我们提供100%覆盖死星的有效太阳能电池板，死星每单位体积电力需求仍然是国际空间站的45倍。更不用说，如果我们将空间站移至距离太阳更远的位置，太阳能转化的电能就会严重减少。或许人们会认为可以从经典科幻电影《2001太空漫游》中获取经验，通过离心力制造人工引力，维持死星旋转。
　　事实上科幻电影中某些情节与现实生活仍有一定的差距，例如：要想在国际空间站上复制地球重力效应，空间站需要每3.5分钟旋转一次，这听起似乎十分荒谬。基于该理论，2001年空间站改造为一个环状结构。
　　离心力与环路半径成正比，这意味着当你朝向空间站中心位置行进时，与空间站中心的半径距离逐渐减少会使人造重力逐渐减弱消失。
　　如果重力确实是这样产生的，那么死星的球形设计就值得置疑了，球状外形的空间站能解决重力问题吗？
　　这使得死星空间站有点儿像戴森球，就像物理学家弗里曼·戴森（Freeman Dyson）设想的那样，先进的地外文明或许能够利用来自它们恒星所有能量进行建造。



死星内部反应堆的压力是非常巨大的。死星自身引力不足以容纳聚变等离子体，因此我们需要额外的一些事物。　　然而，由于引力作用，刚性外壳的戴森球在承受巨大应力的时候往往会遇到一些问题。即使这个球体没有被自身作用力撕裂，一个小小的外部推力就足以让这个球状撞向它的恒星。
　　但是戴森球的直径通常被想像为地球环绕太阳轨道直径，对于相对体积小许多的死星，戴森球的大部分问题都会随之消失。13.2千米直径的反应堆芯仅需要月球质量370分之一，在这些条件下，之前提出采用钢铁材料建造的计划可能是失败的，但是采用石墨烯材料，可以很容易地承受相应的地心引力。
　　实际上我们并不需要死星空间站借助恒星的能量，未来的核聚变技术很容易提供充足的能量。虽然当前我们将更多的精力投入在聚变实验中，许多等离子体物理学家认为，关键因素在于需要更大的核聚变实验，并寄希望于“国际热核实验反应堆实验（ITER）”，这个实验占奥林匹克游泳池面积三分之一，未来ITER实验有望对空间站提供更加充足的能量。
　　如果以上前提条件均是成功的，那么死星的单位能量消耗可能是地球人类的200万倍，此外还存在许多亟待解决的问题，死星内部反应堆的压力是非常巨大的。死星自身引力不足以容纳聚变等离子体，因此我们需要额外的一些事物。就像我们从激光剑获得的灵感启发，磁场或许能够解决这些问题。我们需要宇宙中最强的磁场——地球上迄今建立磁场的100万倍，相当于磁星的超强磁场等级。如果这些计划得以落实，我们可以开始着手设计死星的细节部分。