太空穿行远比我们想象的困难

太空穿行远比我们想象的困难

宇宙飞船在太空运行，相对地面运行，虽然可以无摩擦力的前进或后退。但是，就是由于没有摩擦力，导致其主要依靠反冲力获得速度或动量。航天器在太空飞行，要么依靠附近星球的万有引力加速或减速，要么依靠反冲力获得速度或动量。依靠星球的万有引力加速或减速只能是航天器的辅助动力来源，主力还是依靠自己的喷射发动机获得速度或动量。

依靠喷射物质获得速度，需要消耗航天器携带的能量与质量。并且消耗的能量与质量是相互排斥的，想让少消耗质量，就需要消耗更多能量，想少消耗能量，就要多消耗质量，二者不可兼得。这是由动量守恒原理决定的。质量与速度的乘积就是动量，质量与速度的乘积守恒，就是动量守恒。为了动量守恒，质量与速度成反比关系。

我们在宇宙航天器上，携带的质量或能量是一定的，此时质量与能量同样弥足珍贵。想减少质量消耗，就要多消耗能量。能量消耗最多，质量消耗最少的方式，就是光子喷射器。依靠发射光子获得反冲动量，此时消耗的能量最多，消耗的质量最小。也就是获得等动量的情况下，消耗的质量最少，能量最多。反之，在获得前进动量一样时，喷射物质的速度越小，能量消耗就越小，质量消耗就越大。

从太空航天器的发展前景看，我们还是尽量携带更多能量或更密集的能量，实现更高的物质喷射速度，尽量减少物质损耗，获取更大反冲动力。太空航天器的速度提高是很困难的，想把航天器速度翻番，在消耗喷射物质质量不变的情况下，能量消耗需要提高四倍。

现在想想星际穿越内容是多么不靠谱了，航天器竟然可以停靠巨型黑洞周围的星球上，穿梭这个星球很容易，难的是怎么从这个星球所处的轨道上逃逸出巨型黑洞。可要知道，这个时间运行很缓慢的星球所处的轨道，逃逸出去，需要多么大的能量。而这还是次要的，并不是拥有具备公式上计算出来的能量就可以逃逸出去了。而是依靠喷射物质让航天器获得巨大动量，你知道有多么困难吗？消耗的能量，这可比计算出来的逃逸能高多倍。因此，航天器一旦到达黑洞附近的星球上，就再也逃不出这个星球所在的轨道了，虽然航天器完全可以逃逸出这个星球，但是，却无法逃脱黑洞的引力束缚。毕竟，你距离黑洞太近了，再也没有回头的可能性了。

从理论上并不是不可以距离黑洞很近的，比如，航天器靠近黑洞会被加速，距离最近的时候，航天器可以到达近黑点，此时航天器线速度最大，然后会逐渐远离黑洞。航天器线速度会逐渐下降，此时，航天器的动能逐渐转换成与黑洞的引力势能。如果不考虑航天器加速或减速的引力波损耗或尘埃碰撞因素带来的航天器速度变化，航天器从距离黑洞多远的地方来，还能回到距离黑洞多远的地方。但是，航天器一旦靠停到距离黑洞较近的星球上，那就再也回不来了。毕竟，航天器停下的过程，也是非常耗费能量或质量的过程。也许航天器根本不能完成靠停星球的过程，这可是一个大工程。如果这个星球在其他地方，停靠这个星球是很容易的事情。但这个星球在黑洞附近，这就麻烦了。