科幻里的大型宇宙飞船的生态循环稳定性,是否违反熵增原理?

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科幻里的大型宇宙飞船的生态循环稳定性,是否违反熵增原理?

2023-02-14 00:14| 来源: 网络整理| 查看: 265

我不觉得恒星际飞行的亚光速世代船里能源是问题,看上面这张NASA官方文献里的示意图。反物质就不考虑,毕竟生产反物质消耗的能量比湮灭产生的能量多无数倍,加上湮灭产生的大量伽玛射线不太好利用。先看核裂变吧,一块和常见易拉罐差不多大小的铀235释放的能量相当于50罐航天飞机用的液氢液氧。而氘-氚聚变的能量密度更是铀235裂变的4.8倍。至于其他聚变燃料,见下图。

我以前概略的计算过,1吨氦3聚变发出的能量大约相当于5000万桶石油!在掌握核聚变后能源的携带根本不是问题,出发时带足核燃料就行,足够撑到目的地。好比是跨越大洋的航班都会确保有足够的燃油抵达彼岸,而不是途中油烧完坠海了。

用化学火箭载人去火星就有一定挑战性,去小行星带已经很难,载人去木星更是不可能的任务,能飞出太阳系星际航行至少也得是裂变了。

散热通过冷却液、热管、热泵等措施把内部废热输送到飞船外部的散热器,通过热辐射的方式向温度-270.45°C的宇宙消散

还有我认为恒星际飞船也好、太空城市也好、火星殖民地等也好,上面的人造生物圈不能像地球那样完全自然的循环。因为条件差异太大,必须有强有力的人工干预去修正出现的问题、偏差。例如当植物生产的氧气不足可以用化学方法去补偿、水质出问题就人工净化,微生物菌群出问题就用人工手段处理废物合成肥料。通过人工干预保障跟自然生态循环相结合去维持好这生活环境,而不是试着100%模仿地球。还要优化人造环境的设计,例如用生物反应器培养益生菌和微藻处理废物生产氧气、用垂直水栽农业取代传统的农田等,高效的利用有限的能源和空间。理想主义式盲目的照搬、模拟地球,忽视客观条件的差异,这就是生物圈2号失败的根本原因

注意人类通过观察学习鸟类发明了飞机,然而人类的飞机并不像鸟那样在机翼上贴人造羽毛,然后扑翼飞行。完全照搬鸟类飞行方式的扑翼机只能作为小模型、玩具,无法真正带人翱翔天空。



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