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原创 求证,彗星之旅

§001§荡秋千的彗星之旅,可能吗?

◇◇流星雨的出现,并不是由于陨石或彗星“闯入”地球外层空间,而是由于地球公转轨道的“自然摇摆”,而遭遇到了一百多年前、或是数百年前,某些彗星被太阳“风化”留下的大量“颗粒”,主要是冻结的水和小型陨石。并且,这种相遇,也不是按照彗星曾经到访的年代顺序,有种偶然的意味;因为,在形成流星雨之前,这些“颗粒”很难被发现,科学家们很难推测到曾经来访过的所有彗星。

◇◇彗星是很有趣的现象。著名的哈雷彗星每隔七十六年进入地球的视野,地球上的人们、有长达近一年的时间,进行观察。而在1995年,发现了一颗更大更亮的海尔-波普彗星,直到1997年,地球上的全世界都还可以清晰地看到这颗彗星。

◇◇经测算,海尔-波普彗星绕太阳运行的周期长达千年以上、甚至数千年,有可能并不能象哈雷彗星那样“按时”重返地球的视野。更为奇特的是,海尔-波普彗星的运行轨道,大致垂直于地球轨道,不同于太阳系的其他行星或彗星。据科学家推算,大部分彗星“很可能”来自于太阳系边缘的“不规则运行”小行星“生存地带”,而海尔-波普彗星不同寻常的轨道,令很多天文迷更为着迷。

◇◇既然,已经有了人造卫星,也就可以设计制造“人造彗星”,追踪海尔-波普彗星的轨道,探索这个不同寻常的奥秘。以下的构想,来自于荡秋千的启发,可以称为“荡秋千的彗星之旅”。但首先,在科学原理中,这种荡秋千的能量来源、似乎难以得到合理的解释;因而登出此文求教、求证这种能量来源的科学原理。

◇◇如图1所示,起初在地球与金星的公转轨道之间,建立“彗星之旅”的初始宇航轨道,并将这一宇航轨道,与木星轨道进行交汇设计,以便获得木星引力的加速。


◇◇又如图2所示,凭借宇航器的机动能力,使得宇航轨道的“近日点”逐渐靠近太阳,移到金星轨道与水星轨道之间,从而增强加速度。而在宇航器远离太阳的航行中,反复捕捉木星的引力进行加速。如此,可形成太阳与木星之间,宇航器不断加速的“荡秋千”效应。显然,这种效应的基础,在于宇航器必须具备足够的机动能力,调整航向、准确测算捕捉引力的轨迹。


◇◇暂且不论宇航器的充沛机动能力、如何获得,因为这种机动能力并不是进行加速的主要动力或关键动力,而是用来调整航向的辅助动力、是一种增强宇航灵活度的需要。模拟海尔-波普彗星长达千年以上的运行周期,就必须达到很高的公转轨道速率。按目前的宇航技术水平,仅用发射宇航器的初始速率,远远不可能实现彗星式的宇航旅行。必须要借助行星、还特别需要借助太阳的引力、反复加速,才能在发射速率十分有限的前提下、实现“彗星之旅”成全人造彗星的创建。

◇◇选择木星,在于木星是太阳系之中,质量最大的行星。其质量占太阳系所有行星总质量的七成以上,是其他行星质量总和的2.5倍。而太阳,则占太阳系总质量的99%以上,宇航器的航行速度增加到一定的程度,就无法再借助木星的引力,而只能转向哈里彗星的轨道,凭借自身的机动能力,进行漫长而缓慢的增速。疑问在于,最初加速时的“荡秋千”是否符合能量守恒原理;不妨简化这个疑问,假设太阳与木星之间的相对方位、十分稳定,那么,宇航器即使不启用自身的动力,也可以在两者之间、反复获得引力的加速,而把“秋千荡得越来越高”,也就是航行速率越来越大、动能越来越大。疑问就在于,这种越来越大的动能、仅仅来自于引力的作用,而没有吸纳任何其他能量、或转换任何能源,这可能吗?

◇◇选择海尔-波普彗星的追踪轨道,在于其轨道“净空”条件很可能远远优越于其他彗星轨道。在太阳系之内,只有几大行星的公转轨道处于“清空”状态,其他“空域”隐患繁多。所以,人们平时的“真空式”太空想象,远远低估了太空旅行的难度,尤其对于远距离的太空旅行、更没有“净空”可言。


◇◇为了验证“荡秋千”的彗星之旅,在动力加速设计方面的可行性,可以设计类似的模拟实验,如下:

◇◇在两个磁力强度较为悬殊的“永久磁石”之间,用钢化玻璃制成光滑的凹槽轨道。凹槽轨道具有足够的长度,使得两个“永久磁石”可以拉开必要的距离,不仅磁力互不干扰、还能形成没有磁力的中间地带。

◇◇如图4所示,按一定的磁力“单位量”,建立相应的环形“圆周运动”的轨道“回转结构”,使得将要在轨道内运动的光滑钢球、在往复的运动中、不断接近磁力较强的磁石,从而获得加速度的反复增强。光滑钢球从凹槽的斜坡获得初速度,在凹槽的斜坡上标出距坡顶外沿较近的起始线;如果钢球回到斜坡后、高于起始线,或冲出坡顶外沿,则证实“荡秋千”的动力加速设计、是可行的,值得进行科学原理的详尽解读。


◇◇遗憾的是,这个实验否定了“荡秋千”的增速效应。日常生活中的荡秋千,由于人的“共振式”发力,才会越荡越高,这种振荡具备能量的来源、也就是存储在人们身体里的能量。而上述实验中的光滑钢球、本身无法提供更多的能量,而整个实验装置、毕竟会损耗最初的起始势能,因此,光滑钢球不可能回到斜坡的起始标记线、更不可能冲出坡顶边沿。

◇◇实际上,相对于小小的宇航器,行星在公转时、具备强大的动能,只要追随行星的公转、切入行星的引力场,宇航器就可以获得相应的增速。只要切入引力场的角度恰当,这种增量非常巨大。目前,远距离宇航的“窗口”设计,主要目的就在于利用各个行星的引力、实现序列化的这种增速,以抵达太阳系的外围、直至边缘地带。但由于上述实验所揭示的科学原理,也就没有了返回的可能性。

◇◇因而,要实现“荡秋千”式的彗星之旅,就必须以宇航器强大而持久的机动能力作为基础,这样,才能把木星引力的转向作用、扩展并增强为加速作用。“内循环动力机制”为此而创生,不同于一直以来的宇航动力体系,是当今的民间智慧“原创”发明。但,“内循环动力机制”也带来了深刻的疑问,似乎违背了牛顿第三定律,居然无需反作用力、而实现定向或转向的灵活航行。

◇◇随后的续篇,将详细说明“内循环动力机制”,并解析相应的疑问。


帖子附图:

图1:建立木星与太阳之间的振荡加速轨道(图片基于百度百科)

帖子附图:

图2:凭借宇航器的机动能力,将轨道“近日点”逐步靠近太阳,增大加速度

帖子附图:

图3:太空并非完全真空,远距离宇航的“净空”条件需考量(图片源自百度百科)

帖子附图:

图4:模拟实验,求证振荡加速轨道所需的充分条件

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§002§内循环动力机制,让彗星之旅成行

◇◇图1的对称设计,是装置侧面的剖面图。中部结构的下部,是【蒸发腔】,可将液态水(或氮气等作为机械能的介质)加温形成气态介质;中部结构的上部,是【增温腔】,可将蒸发出来的气体介质、进一步增温。上层的两侧,是【气体增压腔】,气体增压仓的底座、构成整个装置的“力学平衡面”,这个增压腔的作用,一方面在于消除蒸发腔与增温腔产生压力、所可能导致的“垂直面反作用力”,另一方面为整个装置的顶部获得推动力、而吸纳充足的能量。中部结构的两侧,是【喷发冷凝腔】,通过喷发高压气体介质,对装置的顶部形成推动力,同时通过冷凝效应、消解对装置底部的反作用力。而底部的两侧,则是进一步进行冷凝、液化、并进行液态压缩的【液化压缩腔】,其顶板,同样构成“力学平衡面”。整个装置的外壳,可以采用黑体材料、充分吸收外部的辐射光能(太阳能),内部还有初始的储备能源,可以采用核能、化学能源、储备电能等多种能源的混合形式。

◇◇如图2所示,在发射平台上,逐渐给蒸发腔加温、至适当气压开启压缩腔,积蓄到“安全能量”的上限,启动喷发装置和冷凝压缩装置。待整个装置中的能量形成“有效的内循环”之后,缓缓地“同步增强”整体的能量转换效率。假设整体装置的力学设计合理,那么,其对发射平台的作用力(或重力)将逐渐减小,甚至无需发射平台的额外推力、即可开始航行。但为了节省整体装置“自带初始能源”的消耗,启动过程与发射过程,都可以使用外部能源及外部发射装置,只需在发射平台上测试装置的整体运行状态。若装置整体对于发射平台的作用力“如期减弱”,则可以通过外部发射装置,把“内循环动力”宇航器、送入初始的宇航轨道。作为宇航器,下图在底部增设了一个可伸缩的“液态导热腔”;其作为接收辐射能(太阳能)的背面时,可向底部伸出贴紧、导出热量;而作为接收辐射能的正面时,则缩回、以免导入热量。而在整体的顶部,则始终是隔热的真空层,因为内部的增温、远远高于“有可能”导入的外部热量,而且增温必须有足够的安全保障。


帖子附图:

图1:内循环装置

帖子附图:

图2:内循环能量效应

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