人类太空旅行或只能是幻想，50年了，载人航天依旧停留在月球

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早在50年前，美国“阿波罗十一号”顺利完成载人登月任务，并成功返回地球。从这一刻起，人类关于茫茫宇宙中外星人和太空旅行的幻想就从未有过停歇。近日，美国国家航空航天局（NASA）称，第一艘完整的“猎户座”载人飞船已全部完成组装，进行测试阶段。

猎户座飞船飞近月球的构想图

“猎户座”载人飞船隶属于美国“星座计划”,也称“新重返月球”计划。这个美国2006年提出的新一轮的航空计划，时隔13年，终于进入了最后的测试阶段。如今，距离1961年，世界上第一次载人航空已58年，期间有超过500个宇航员进入了太空，但却只有12个人登上过距离地球38万公里的月球表面。除此之外，世界上还有7个人，自费进行了太空旅行。

太空旅行

为什么说，人类想要实现太空旅行只是幻想呢？

首先，2019年3月的一项研究指出，地球大气层约可以延伸到距离地表 63 万千米的太空深处，这也证明，月球，实际上也被包裹在地球的大气层中。所以，以目前的状况来看，人类经过这这半个世纪的努力，至今没有人真正的离开过地球。

地球

其次，在不考虑行星引力的前提下，现有的技术可让宇宙飞船达到第三宇宙速度，即16.7千米/秒，也就是说，理论上在完成加速以后，6个小时左右就可以到达月球。但事实上，目前到达月球最快的探测器也飞行了将近2天的时间。2016年，美国“朱诺号”太空探测器在木星引力的帮助下，达到了73.7千米/秒的速度，这是目前人类发明的宇宙探测器达到的最高速度。

“朱诺号”太空探测器

此外，假定按照目前人类最快的宇宙探测器速度飞行且直线行驶，那么人类要到达目前已发现的距离地球4.23光年的比邻星，需要17000多年的时间。当然，现实中，考虑到能量转换和行星引力，这个时间甚至要成倍数的增加。

箭头所指是比邻星所在位置

为什么不能提高宇宙飞行器的速度呢？

我们知道，在太空几乎真空的环境下，宇宙飞船受到阻力就可以忽略不计，也就是说，我们考虑飞船的飞行速度时，实际上也就只需要考虑如何加速到这个速度。这里，我们需要说明，一般情况下，宇宙飞船的加速度是多级推动的。

火箭

理想火箭方程加速度的计算公式为：ΔV = Ve*ln(m0/m1)。其中，m0为航天器的初始重量；m1 是航天器加速后的质量；Ve引擎喷射的速度，ΔV 是加速前后速度的变化量。

由公式我们可以得出，航天器质量损失的越多，引擎喷射的速度越快，相对应的速度增量就越高。但由于自然对数ln(m0/m1)的增加趋势随着m0/m1的增加呈逐渐放缓的趋势，所以，真正起决定因素的还是引擎的喷射速度。

lnx 函数

目前，最为先进的化学火箭，引擎喷出物质的速度约为4400米/秒。一般情况下，一个满载的火箭携带的燃料约占其总质量的90%，我们以飞船加速完成前后，m0/m1等于10计算，目前理论上人类可以达到10120米/秒的速度增量，也就是在保证燃料足够的前提下，可以达到10120米/秒的速度。

宇宙飞船

如果，我们想要达到4.23光年以外的比邻星进行星际旅游，假定我们接受利用100年的时间抵达比邻星，那么，宇宙飞船的速度就需要达到光速的4%，也就是1200万米/秒。即便不考虑加减速的时间，维持生命的能源物资以及相对论的影响，想要达到这个速度，就至少需要1200万米/秒的喷射速度，这相当于目前人类水平的27000多倍。

比邻星

即便按照人类科技每50年一个大爆炸，可以将宇宙飞船引擎喷出物质的比之前提高一倍，那么，想要达到光速的4%，至少还需要250年。但如果考虑到加减速、维系生命的食物等因素，这个数量至少还要增加4倍。

当然，值得欣喜的是，如果人类制造的宇宙飞船达到了这个速度，那么，到达太阳系最外侧的行星海王星的时间，将会缩短到70个小时，这差不多相当于乘坐一次浙江杭州站—新疆阿克苏站的K594/K595次列车。

绿皮火车

本文选自：今日头条

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