可能首先发生的事情是:火星的殖民化还是建造奥尼尔圆柱体?

这是一个很酷的主意,但我怀疑奥尼尔油缸是否仍然是最好的设计。 因此,我将回答“火星与轨道殖民地”。 (全部披露,我已经非常偏向于轨道殖民地。这就是原因。) 在轨道上或在火星上的可持续殖民地必须很大。 它们具有类似的要求(庇护所,生命支持,回收,电力等),并且需要类似数量的材料和设备来制造。 火星的优势之一在于可以在现场找到一些原材料(水,砾石)。 我认为这是主要优势。 但是其他所有东西(几乎所有东西)都必须从地球上运走。 不幸的是,由于其令人讨厌的稀薄(但不够薄)的大气层,在火星上着陆的东西出奇地坚硬,比在地球或月球上的坚硬得多。 而且火星距离地球很远,因此运输缓慢且昂贵。 在通讯方面,包括远程机器人通信,距离也是一个缺点,而且生病的人无法在紧急情况下迅速返回地球。 因此,您需要比火星上更多的基础设施(经理,远程机器人操作员,全方位服务的医院……)。 (从很多方面来说,整个恕我直言,月亮是一个更有希望殖民的地方。)此外,火星的引力很弱-对人类来说可能是危险的弱势。 解决方案可能是–建立地下旋转的栖息地,例如埋藏的轨道殖民地。 (这应该使您感到满意。) 轨道殖民地也有一些优势。 一种是接近度。 运输便宜得多,而且快得多。…

人为建造的太空船能否从银河系中驶出?

当前的大多数答案都与使用NASA正在使用的当前技术有关,并且使用此技术,他们的说法永远是正确的! 有很多理由考虑要建造什么类型的太空飞船来承受太阳系以外的任务,更不用说在银河系之外了。 这并不排除不可能,只是愚蠢地思考和提出我们今天陷入困境的想法! 在JPL从事深空任务工作后,我确实对银河系以外的任务有一些要求,技术是关键问题。 我们首先需要了解要超越银河系,我们需要的不仅仅是航天器。 一个主要的原因是我们无法创造,制造等工艺和所需的技术来维持超过银河系视界所需的时间。 我们需要有能力在航天器进入和穿越星际空间的过程中进行维修,甚至更换航天器。 没有这种能力,除了银河系之外,没有超出太阳系的任务是真实的。 航天器只是一个问题,与航天器的通信需要始终时刻存在; 信息传递的速度远远超过光速。 这听起来像是“科幻小说”,最肯定的是在我们的教育机构中使用当今正在教授的科学时,但是其他科学也存在。 有些使这种情况成为现实。 我之所以这样说是因为美国军方的主张,请记住他们创造了美国的第一个太空计划,并且在太空业务中仍然非常活跃。 当我们今天讨论地球轨道计划以外的任何内容时,就是我们需要考虑的这个太空计划。 这项军事太空计划是在NASA成立之前的13年开始的,由德国科学家组成,他们一直在研究超越火箭到达恒星的技术。 正是这些科学家使人登上月球。 因此,对于您的问题,我的回答是,是的,我们可以建造远超过银河系的太空飞船,但是要实现任何成功的任务,我们需要使用过去71年来开发的技术,但该技术不属于一般思维和今天正在教授科学。

如果我们专注于火箭飞机的发展,美国在1960年代的太空计划会受益吗?

不,火箭飞机会阻止太空计划,因为制造它们的材料和控制方法在1960年代并不存在。 X-15计划确实在这方面取得了进步,但是与那些飞行相比,制造高超声速滑翔机使之以25马赫以上的速度重新进入的经验还很长。 火箭飞机本可以允许发射更多可操纵的航天器,但这并不一定意味着拥有更经济的航天器或火箭,因为阻止广泛航天飞行的主要问题仍然存在,只有更多的钱可以用于解决火箭飞机的问题。 。 以下是将占用大量资源的问题: 稳定的折返配置/控制 -火箭飞机依靠气动升力来帮助减少折返时收到的热通量。 如果做得正确,则将需要一些高温不锈钢或马氏体时效合金来进行热保护,航天器可以重复使用。 不幸的是,这忽略了在整个飞行过程中对航天器进行平衡和控制的需要,而提升机身的复杂形状使其很难快速靠拢成稳定的形状或仅通过近似方法就无法获得空气动力系数。 在开发数字计算机之前,这仍然是一个昂贵的问题,在1960年,这意味着数小时的风洞时间会收集数据。 隔热板/准确的前沿温度预测 –除了从稳定性和空气动力角度出发的折返问题之外,正确预测气动加热是一个严重的问题,因为这直接控制了所需隔热板的重量。 1960年,在起伏形状的高超声速折返过程中看到的许多影响仍然未知,包括但不限于,冲击边界层相互作用,边界层内部的化学复合率以及前沿温度。 虽然已经进行了风洞测试,但是这些测试并没有以与飞行过程中相同的流动焓来完成(现在仍然是一个问题),因此除非进行了昂贵的飞行测试,否则许多化学反应的影响将是未知的通过探空火箭飞行。 再一次,直到功能强大的数字计算机和小型电子设备的开发,在此可以将计算流体动力学与较小的探空火箭相结合进行试飞,所需的数据只能通过相对大的探空火箭的飞行测试来获得。 整个下降过程中的稳定飞行 –许多火箭飞机设计人员必须解决的问题是,在从高超音速到着陆的整个再进入过程中,都能保持航天器的稳定。 第1部分介绍了高超音速部分,这一部分介绍了超音速和亚音速部分。…

在使用放射性物质时,专业物理学家如何保护自己?

使用放射性物质的协议已经相当成熟。 第一个问题是处理由于这种材料的放射性衰变而直接发射的辐射。 这些包括由放射性衰变产生的伽马辐射(高能电磁辐射),α粒子发射(He核)和β发射(电子/正电子发射)。 哪些组合受到关注取决于放射性同位素衰变,是否直接衰变为稳定同位素,或者它是否衰变为放射性衰变的不稳定同位素以及衰变系列中每种同位素衰变的主要模式,这决定了什么是粒子/辐射在放射性衰变期间发射。 下一个考虑是颗粒的范围取决于它们的能量,其对于衰变同位素再次变化。 4MeVα粒子在空气中的范围为~3cm,在组织中的范围为14微米,并且可以通过一张纸或薄金属箔来阻止。 4 MeV Beta颗粒在空气中的范围为~1.7米,在水中为2.0厘米,在铅中的范围为~2.6毫米。 另一方面,伽马射线具有更大的范围。 它们可以再次使用铅屏蔽,但根据能量可能需要相当大的厚度来将强度降低到安全水平。 放射性物质存在两种类型的危险,暴露于发射的辐射并被污染(皮肤的表面污染和/或摄取或吸入放射性物质本身)。 后者是最危险的,因为如果特定的放射性物质优先在那些组织中化学地浓缩(例如,照射可能导致癌症的骨髓),则它可以导致敏感组织的长期暴露。 衰变产生的辐射通常通过用足够厚度的材料(通常使用铅,混凝土和水)屏蔽放射性物质来处理,以便所有发射的粒子被吸收,或者在伽马辐射降低到或等级的情况下。低于自然背景,由于宇宙射线和天然存在的铀和钍在岩石/矿物/建筑材料等中的极低水平的放射性衰变而暴露在自然背景之下。 污染通常通过使用带有过滤空气供应的一次性密封危险品类型套装来处理,以防止污染和/或吸入或吸入。 在外部污染的情况下,通常通过用洗涤剂(具有最小化任何摄取或吸入的前体)洗涤除去污染物。 摄入或吸入是最大的问题。 例如,可以使用化学螯合剂去除摄入/吸入的污染物,但是它们的功效可以取决于污染物的化学性质。…

核爆炸产生的辐射有什么危险,它们的速度有多快?

核武器造成的几乎所有损害都直接或间接地来自核辐射的影响,但正如科学家所理解的那样,而不是非科学家理解这个词,他们认为这意味着“放射性”掉出来。” 假设我们正在谈论在地面附近发射的聚变炸弹,武器释放的大量能量分为延迟效应和即时效应,主要是电离辐射,如伽马射线,软X射线和快中子,不到百万分之一秒。 这种辐射如此炎热,它在空气中产生爆炸冲击波,可以击落距离爆炸的建筑物数英里。 另一种迅速辐射包括初级辐射,例如快中子,伽马射线,以及由爆炸的极端能量引起的红外辐射,将空气加热到白炽灯温度,可能持续数十秒。 火球的这种热辐射是如此的猛烈,它可以致命地燃烧未受保护的人,或者根据武器的大小,在距离爆炸数十英里的地方起火木结构。 一个受到爆炸和高温保护但靠近火球的人也可能因快中子引起的辐射病而死亡。 根据武器的精心设计,武器能量的任何地方,从无,到大块,都会产生放射性同位素(再次,不到百万分之一秒),成为放射性沉降物。 来自地面的一些物质也将被中子转化为放射性同位素,并被带入蘑菇云中。 这些是延迟效应。 相当数量的这些同位素将在几小时或几天内从爆炸或蘑菇云的羽流中脱落,持续数十甚至数百英里的距离。 它将落在植被和土壤上,并通过径流进入水道。 不同的放射性同位素以不同的速率衰减,但对于在地面附近引发的典型聚变炸弹,羽流的影响将对未受保护的人造成几天甚至几周的致命伤害。 这是“防辐射避难所”的动机 – 可以防止数周来自辐射的辐射,直到衰退已经足够腐烂,以至于在户外冒险的人不会得到放射病。 较长寿的同位素,包括武器设计者可能想要最大化的同位素,原则上可以使地球表面的大面积区域变得危险甚至不适合居住。 这是事实的基础,例如,核战争可以摧毁人类的观念。 事实上,大规模核战争的大规模影响很难预测,并且有可能但未证明覆盖全球大部分地区的大烟雾,即“核冬天”,可能会造成更多或更多的损害。饥饿和大规模灭绝的形式比任何辐射。…