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戴森球规划太阳能未来发展的新方向

发布时间:2019-08-15 18:53:09 编辑:笔名

  鉴于在我们赖以生存的地球上,资源正逐渐枯竭,同时我们还面临着能源需求和生存空间与日俱增的问题,造戴森球看起来是个很好的长期计划。

  戴森球的概念源自数学物理学家弗里曼 戴森。在他的假想中,戴森球是由收集器(或太空栖息地)组成的一个包围着恒星的壳体。在这个模型中,所有的(至少大部分的)能量会辐射至接收面,然后被加以利用。戴森推断这种结构会是满足人类科技文明长期生存、能源需求攀升的下一个方案。

  有了这个 球 ,人类的文明程度都可以向前迈进一大步,因为我们已经可以驾驭恒星的能量。

  什么?你说这现在不可能?这是留给我们子孙后代来考虑的问题?

  再想想吧:其实我们比想象中更有能力建成戴森球。实际上,我们可能再过年就真的可以开始实施这个计划了,然后只需短短的几十年,就能完成阶段。

  戴森球是一个什么样的球?

  按照戴森球的架构,这种方法采集到的能量会大的惊人。据一名勘察工程专家安德斯 桑德伯格说,在太阳系中,一个天文单位的半径的戴森球拥有2.72*10^17平方公里的表面积,即地球表面积的6亿倍。这样庞大的表面积将是大部分太阳能可以为我们所用,而太阳能的输出功率达到4*10^26瓦。戴森球采集到的能量可想而知。

  在这里要指出的是,戴森球可能跟你想象的不太一样。科幻小说里它常被塑造成一个包裹着太阳的固体球壳,而且它的内表面适宜人类居住。在物理上这样的结构是不可行的,因为这样表面需要的抗张强度会非常巨大,并且球壳极易受到大幅漂移的影响。

  戴森初的构想仅是太阳的表面有足够的太阳能收集器来收集太阳光即可,并非要求它们形成一个连续的壳体。相反,这个壳体应由在独立的轨道运行的结构组成,约有一百万公里厚,涵盖着十万个物件。因此,一颗 戴森球 可能由多种不同布局的太阳能收集器组成。

  除了戴森球,戴森还曾构想过类似的戴森云模型和戴森泡模型。在戴森云模型中,无数多块以不同的轨道半径排布在太阳周围。这是通常被认为是理想的模式。而在戴森泡模型之下,太阳帆和板被放置在引力和太阳风推力平衡的位置上。

  为了达到此次讨论目的,我们可以先建造一个戴森云,它是由数量巨大,密度极高的独立结构体系沿不同轨道绕太阳运行。这个方法的好处就是这个构造可以逐次建造。此外,还可以利用不同形式的无线能量传输工具将各组件之间和组件与地球间的能量相互传递。

  建造戴森球=拆掉水星?

  那么我们应该如何开始建造这项人类史上前所未有的巨大结构工程呢?

  像前面所说的那样,戴森球,或者应该叫I型戴森球,可以渐次建造,实际上我们也应该采取这种方法。而主要的挑战则来自于我们所需的先进材料(这些材料我们还没有生产出来,但是在纳米技术的帮助下,很有可能在未来十年内开发出来),以及在太空中采矿和建造的全自动机器人。

  首先说明这并不是痴人说梦,假设我们能够在未来五年内能够克服这些困难,那么我们如何开始修建呢?

  牛津大学物理学家斯图亚特?阿姆斯特朗宣称他仅用人类已经掌握的技术,为戴森球的建造设计出一套精妙而又异常简单的方案。阿姆斯特朗的方案有五个基本建设阶段,如果同时使用循环进行的方式,还能使建造速度产生递增的效果,甚至是指数级递增,从而使整个工程在几十年内完成。

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