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차고에 우주선을 주차하게 될까요?

한씨의 배와 스타워즈에서 볼 수 있는 다른 배들에는 매우 매력적인 것들이 많이 있습니다. 예를 들어, Luke의 X-Wing 전투기는 차고에 맞는다고 상상할 수 있을 만큼 작지만 분명히 몇 광년의 거리를 여행할 수 있을 만큼 충분한 연료와 공급품(예:산소)을 탑재하고 있습니다. 모든 배에는 다음이 있는 것 같습니다:

  1. 매우 적은 양의 연료를 사용하는 매우 강력하고 효율적인 엔진
  2. 매우 효과적인 인공 중력 시스템
  3. 동일하게 효과적인 관성 감쇠 시스템으로 배를 팬케이크로 부수지 않고도 몇 초 만에 배가 시속 0에서 백만 마일로 이동할 수 있습니다.
  4. 빛의 속도보다 빠르게 이동할 수 있는 능력.

오늘날 이 목록의 항목 2에서 4까지를 수행하는 방법에 대한 단서는 아무도 없으므로 무시하고 엔진에만 집중합시다. 달까지 날아갈 수 있는 자동차 크기의 차량이 있습니까?

미국 우주비행사를 달에 보낸 새턴 V 로켓은 오늘날의 기술 현황을 보여줍니다. 새턴 V는 화학 로켓입니다. 높이는 110미터, 무게는 3,000톤(2,727,000kg)이었습니다. 이것은 차고에 들어갈만한 물건이 아닙니다! 게다가 보통 사람이 감당하기 어려울 것입니다. 또는 그것을 채우기 위해 -- 5백만 파운드(2,272,000kg)가 넘는 연료를 운반했습니다!

차고에서 달로 날아가려면 훨씬 더 높은 에너지 밀도를 가진 연료가 필요합니다. 예를 들어, How Nuclear Radiation Works는 고농축 우라늄 1파운드가 휘발유 약 1,000,000갤런(4백만 리터 정도)에 해당하는 충분한 에너지를 가지고 있다는 사실에 대해 논의합니다. 다시 말해, Saturn V 로켓에 저장된 거의 모든 에너지는 농축 우라늄 파운드 또는 2(킬로그램)에 들어갈 수 있습니다(제어된 방식으로 에너지를 추출하는 효율적인 방법이 있다고 가정). 에너지를 효율적으로 생성하는 다른 방법으로는 핵융합과 물질-반물질 소멸이 있습니다.

그러나 오늘날 로켓 엔진의 문제는 그것이 필연적으로 반응 엔진이라는 것입니다. . 현재 우리가 우주선을 우주를 통과하는 방법으로 알고 있는 유일한 방법은 우주선 뒤쪽으로 무언가를 던지고 동등하고 반대되는 반응을 이용하는 것입니다. 로켓 엔진 작동 방식이라는 제목의 기사에서 이에 대해 자세히 설명합니다. 화학 로켓은 연료를 연소시켜 가속시킨 다음 연료 무게를 로켓 뒤쪽으로 6,000MPH(10,000KPH)의 속도로 던집니다. 그러면 우주선은 동등하고 반대되는 반응의 이점을 얻고 앞으로 나아갑니다.

반응 엔진에 대한 이러한 의존성 때문에 우주선에 "에너지" 이상을 실어야 합니다. 또한 앞으로 나아가기 위해 우주선에서 버릴 무언가를 가지고 다녀야 합니다. 이 질량은 고체, 액체 또는 기체의 형태일 수 있습니다. 예를 들어 이온 엔진은 크세논과 같은 것을 이온화하고 전기장에서 이온화된 원자를 가속합니다. 원자는 이온 엔진의 뒤쪽으로 나올 때 훨씬 더 빠르게 움직이기 때문에 던진 원자당 더 많은 전진 운동을 할 수 있습니다. 하지만 어디로든 가기 위해서는 여전히 많은 원자를 던져야 합니다. 빛의 속도의 합리적인 부분에 근접하는 속도로 원자를 던지면 원자당 최대 움직임을 얻을 수 있습니다. 그러나 우주선이 속도를 낼 수 있도록 충분한 질량을 짊어지고 달에 도착하면 다시 멈춰야 합니다. 오늘날의 기술을 사용하면 엄청난 양입니다.

이 토론에서 당신은 당신의 개인 우주선이 매우 특이한 에너지 생산 시스템(핵분열, 핵융합 또는 반물질 사용)이 필요하고 운동을 만들기 위해 우주선에서 던져질 질량을 운반해야 한다는 것을 알 수 있습니다. 그 질량은 현재 기술을 사용하여 상당할 것입니다. 마지막 문제는 열 생산과 관련이 있습니다. 핵분열과 핵융합은 많은 열을 발생시키므로 어딘가에 버려야 합니다. 우주의 진공 상태로 인해 세계에서 가장 큰 보온병이 되기 때문에 열을 우주로 버리는 것은 어렵습니다. 방열기의 크기로 인해 개인 우주선이 차고에 맞지 않을 것입니다.

그래서 지금은 잘 안보입니다. 누군가가 값싼 반중력 기계나 시공간을 왜곡하는 방법 같은 것을 발명하지 않는 한 가까운 장래에 우리는 차를 타고 달까지 날지 못할 것입니다...

다음은 흥미로운 링크입니다:

  • NASA:과학자들은 반물질과 핵융합을 사용하여 조사합니다.
  • 열핵 추진
  • 우주 여행
  • 발사 및 추진 시스템
  • 핵융합 기초