“代达罗斯”计划:大英帝国雄心万丈的纸上谈兵?
【代号名称】
“代达罗斯”计划
【规范称呼】
核聚变动力星际飞船研发与恒星考察计划
【英文名称】
Project Daedalus
【发起者】
英国星际学会
【发起时间】
1973年-1978年之间
【目的】
使用无人宇宙飞船对另一个恒星系统进行快速的研究探测
【背景】
“只要50年就可以抵达另一颗恒星,阅尽宇宙美景的同时青史留名;幸运的话,你还能回到地球接受全人类对你百岁大寿的最美好祝愿!”
如果有公司打出这样的商业广告,绝对可以招来全世界的目光,而盼望参与其中的相信也会大有人在。
广告虽然没有,但这样的计划却实实在在。
美苏争霸的“冷战”时代,世界的绝大多数国家基本都是观众、看客,在两位主演激情四溢的现场表演之中,几乎没有展现自己的空间。因为“冷战”的逻辑使它已经不是简单的军事与政治能力的较量,它的较量甚至延伸到了社会及每个人的每一个细胞(关于美苏“冷战”时期的各类怪异、惊悚、神经质、歇斯底里、匪夷所思及疯狂到极致的各类五花八门的行动计划,“历史脉动”将不定期推出,请各位及时订阅、关注本头条号:“历史脉动”),因此世界实际是被美苏斗法裹挟着身不由己向前的。
即便如加拿大这样面积远超美国、中印等人口完爆美苏的大国,也都只能在其后奋力紧追,只求不要被落下太远。在这个过程中,多数具有一定抱负的国家,偶尔也会有惊世骇俗的创意横空出世,为已经对美苏争霸“审美疲劳”的全世界,添加一抹新绿。
右下侧为美国的“土星”V—1型火箭等比例模型英国就是显示出了某些创造性傲慢的重要一员。
很明显,大英帝国想要刷存在感!它的时间存在感以及空间存在感:曾经的“日不落帝国”,未来的“宇宙帝国”。
而它的刷子除了俗不可耐的核武器,就是“代达罗斯”计划。
【行动经过】
设计中的“代达罗斯”无人探测飞船的高度达到190米,相当于60多层高的摩天大厦;质量为5.5万吨(其中燃料5万吨),科学仪器500吨,相当于半艘“尼米兹”级核动力航空母舰的重量——这是一艘货真价实的星际飞船。因为实在太大,所以这个探测器将在地球轨道上建造。“代达罗斯”探测器是个两级的飞行器,第一级工作2年,把它加速到光速的7.1%,之后第二级工作1.8年,把它加速到光速的12%,然后关闭发动机,在茫茫太空中巡航46年,最后到达目的地。因为在太空中要经受住极低温的考验,探测器外壳大量使用了铍(元素符号Be),使飞行器在低温中仍然能保持结构强度。
左侧为美国纽约帝国大厦的等比例模型“代达罗斯”号的动力获取方式与“猎户座”那样在外部引爆核燃料截然不同,按照设计,氘和氦3组成的混合燃料球由高能电子束在惯性约束反应室中点燃并爆发,爆发产生的离子气(浆)在磁场的约束下以每秒1000公里的速度排出船尾,以作为动力的来源。通俗点说,就是它的核反应过程在飞船内部的发动机,一个由磁场构筑的无形的“燃烧室”中,向小核燃料球照射发射电子束使之产生爆炸而离子化,无数的离子聚合形成离子浆,无形的“燃烧室”限制住离子浆的运动方向,使它只能通过尾喷口高速喷射出去,从而产生强大的推力——这就是核聚变。这种办法比“猎户座”计划更高效,因为“猎户座”计划中原子弹在尾喷口外爆炸,大部分爆炸能量都没投射到船体上转化为动力。
可以说“代达罗斯”计划的理论是很有说服力的,设计上并没有什么突兀之处。
总的来说,核裂变发动机是相当现实的东西,而核聚变发动机则基本偏向科幻,需要很多技术突破才能变成现实。但裂变材料(铀235、铀238和钍等)很稀缺,而用于核聚变的氘和氚却很多,在近处的月球上尤其丰富。此外,核聚变还有大幅度降低辐射污染的前景,其方式是利用氢核(质子)和硼—11(80%的硼是以硼—11同位素的形式存在)反应,虽然反应困难而且产生的能量小,但不产生γ射线和中子,只产生α粒子,可以说是相当干净的反应。有不少科学家认为执着于受控核聚变是没有意义的,完全可以用不完全受控的核聚变来作为动力,而象“猎户座”所需要的那些技术甚至在上世纪60年代末就已经存在了。所以人们对核聚变发动机仍旧存在更大的期望。
“代达罗斯”的推进系统是核聚变脉冲火箭,这是在20世纪50年代末研究核裂变推进的“猎户座”计划的基础上提出的。1963年,部分禁止核试验条约签署后,需要利用核爆炸驱动的“猎户座”火箭如果不做大的调整已经没有了前途。而“代达罗斯”所依赖的聚变脉冲对环境影响小,不受条约限制。
根据计算,为达到计划速度,“代达罗斯”每秒需要消耗250个燃料球,而由于地球上缺乏氦3储存。这就带来了第一个问题:燃料如何获取?“代达罗斯”计划的设计者构思出了同样野心勃勃的氦3开采方案:在20年的时间里,利用热气球在木星大气中采集所需!?姑且不置可否。
英国人驾着热气球在木星大气中采集氦3而不用担心税务检查对于长期星际飞行来说,速度不是唯一要解决的问题。由于“代达罗斯”在旅途中不能与地球进行实时通讯,其本身必须要有足够的应变能力才能保证顺利走完全程。一个需要考虑的重要问题是星际尘埃的轰击,虽然介质的密度并不高,颗粒也一般不大,但是在0.12倍光速下,这一影响不可忽略。“代达罗斯”在前方设有铍质偏转罩,并可以通过携带的前导“尘埃虫”飞船生成高速运行的粒子防护云,再结合小型遥控机械装置“看守”在途中的随时修复,理论上飞船可以应对绝大多数情况。
“巴纳德星”被选择为其中一个主要的目标。为什么是“巴纳德星”?
巴纳德星(Barnard's Star)是一颗质量非常小的红矮星,位在蛇夫座β星附近、蛇夫座66星的西北侧,距离地球仅约6光年远。美国天文学家爱德华·爱默生·巴纳德在1916年测量出它的自行为每年10.3角秒,是已知相对太阳自行最大的恒星。为纪念巴纳德的发现,后来称这颗恒星为巴纳德星。巴纳德星距离太阳约1.8秒差距(6光年),是蛇夫座内距离我们最近、宇宙中第二接近太阳的恒星系统,也是第四接近太阳的恒星,前三接近太阳的恒星都是半人马座α系统的成员。尽管它如此的接近地球,但是人类裸眼仍然看不见巴纳德星。
普遍认为巴纳德星系统不适合生命存在由于它相当接近太阳,而且位于容易观测的天球赤道附近,所以M型矮星巴纳德星比任何恒星受到天文学家更多的研究和注意。天文学家的研究曾经聚焦在恒星的特征、天体测量和推敲系外行星可能存在的极限。虽然这是一颗古老的恒星,天文学家仍然观测到巴纳德星发生过耀斑爆发。
天文学家曾对这颗恒星的一些研究题材发生争议。从1960年代初至1970年代初长达十年之久,天文学家彼得·范·德·坎普曾声称有一颗巨大的气体行星环绕着巴纳德星,一些天文学家也接受他的说法。天文学家后来认为恒星附近可能存在类似地球的小型行星,所以巨大行星存在的可能性就大为降低,德·坎普的主张也被推翻。天文学家十分注意这颗恒星,它也是无人旅行到邻近的恒星系统可以快速前往研究的一个目标。
或许各位由此明白了选择巴纳德星的初衷。
在科学任务方面,“代达罗斯”飞船本身携带有两架5米光学望远镜和两架20米射电望远镜,同时次级火箭的40米引擎碟也可以作为通信设备使用。飞行过半后,“代达罗斯”的主计算机将控制望远镜的开启,并对“巴纳德星”拍照,第一批照片将于两年后传回地球。由于飞船本身在到达目标时并不会减速,近距离探测只能持续几十小时。为了充分完成科研目标,一并上路的还有18架由离子引擎驱动的探测器,它们起初存放在“代达罗斯”的载荷舱内,将在抵达“巴纳德星”之前的7.2至1.8年间被陆续释放,并使用所携带的照相机和光谱仪等设备研究恒星及其周边环境。
1978年,英国行星际学会公布了“代达罗斯”计划的最终方案。该计划给出了史上第一份详细的星际飞船设计图纸,旨在论证可能性。但直到今天,“代达罗斯”所需要的大量核心技术仍是纸上谈兵,没有核聚变火箭,没有木星开采技术,在轨道上建造几万吨的航天器也近乎天方夜谭——想一想重量只有区区300多吨的国际空间站所花费的建设时间吧;更不要提的是开支,几万吨的载荷入轨所需要的费用已经是天文数字了,何况“代达罗斯”用到的金属铍开采提炼均非易事,故而每公斤价格高达上千美元;单单是“代达罗斯”的偏转罩就需要50吨的铍,这根本就不是英国这种体量的国家能拿得动、玩得转的;而八分之一光速的速度,这么高的动力能不能很好的掌握,这完全是未知数。因此这样的计划就算真的要变成现实,也必然会以大型国际合作项目的面目出现。
为什么说英国是在刷“存在感”?看看计划的复杂性及令人绝望的投入,这还不能说明问题吗?
请注意看图片左上角“代达罗斯”号的铍偏转罩【关联性】
1958年,美苏争霸进入到2.0时代——太空争霸,其标志性事件就是美国的“猎户座”计划,这是目前“历史脉动”所掌握的人类第一个核动力星际飞船的项目。仅仅4年,“猎户座”计划胎死腹中,官方的解释是:“‘ 猎户座’飞出大气层时,必将释放出核辐射尘污染地球环境”。但这是一个完全可以通过在大气层内使用常规燃料来解决的问题,因此真实的原因应该还是推重比。附带一句,“猎户座”是一个超受喜爱的名字,据“历史脉动”不完全统计,至少有8个项目都以此冠名,至于这8个“猎户座”都是怎么回事,请见后续的“历史脉动”。
可以看出,某种程度上,“代达罗斯”计划就是“猎户座”计划的解决方案。
2001年,“代达罗斯”计划的后续演进“伊卡罗斯” 计划出水,可目前仍然在构想中。
另外,“百年星河”计划、“移民石”计划、“突破摄星”计划几个最有名的计划,但这些计划尚无一个有明显的进展。这几个计划的玩家只有美国、英国和俄罗斯,这也是国家层面针对星际航行宏愿的实际反映。
【影响】
引发70—80年代世界宇宙探索兴趣的爆棚,核毁灭恐怖平衡下的人类,在籍此逃避烦恼时又多了一丝飘渺的幻觉。
【评论】
光说,那是幻想小说;想做,那得卖铁砸锅。对于这种踩着梯子都够不到的计划,还是洗洗睡吧。
但是,无论“代达罗斯”计划最终的命运如何,英国人的勇敢冒险精神还是值得赞赏的,至少它提供了一种貌似可行的途径。
【相关研究】
“代达罗斯”计划之后,NASA据说也曾经根据“代达罗斯”计划讨论过星际探测的可能性。虽说核心技术尚属未来,但当80年代太空探测的热潮逐渐消退之后,不知道曾经的飞天梦想何时能变为现实。
“代达罗斯”计划的理论依据是什么呢?据说在下面这幅图里。你能看出来吗?
【代号说明】
“代达罗斯”是古希腊神话中修建米诺斯迷宫的工匠,墨提翁的儿子,厄瑞克透斯的曾孙,厄瑞克族人。他是一位伟大的艺术家,是位建筑师和雕刻家。世界各地的人都十分赞赏他的艺术品,说他的雕像是具有灵魂的创造物,因为从前的大师创作石像时,都让石像闭上眼睛,双手连着身体,无力地垂落下来。而他第一个让雕刻的人像张开眼睛,往前伸出双手,并迈开双腿好像走路一样。
对代达罗斯技艺的高度评价,更加凸显了后人禀赋的愚钝起初,代达罗斯的外甥塔罗斯跟他学习雕塑,他很高兴,尽心尽意地教这个“徒弟”。可是几年之后,外甥的技术竟然超过了舅舅,并且好学的塔罗斯还发明了制造陶器的轮盘和旋转的车床,一下子引起了轰动,名声也越来越大。代达罗斯开始嫉妒外甥,终于他寻了个机会,把塔罗斯从雅典卫城上扔了下去!可是法网恢恢,事情被人发觉了,他被法庭判处死刑。为了逃避惩罚,代达罗斯逃到克里特岛上。
他来到克里特岛成为国王弥诺斯的朋友,被当作有名望的艺术家受到极大的尊重。国王委派他给牛头人身的巨怪弥诺陶洛斯建造一所住宅,要让进去的人都感到晕头转向,迷失方向。代达罗斯头脑灵活,带领自己的儿子伊卡罗斯尽心建造了一座迷宫。里面迂回曲折,使进去的人不由得眼花缭乱,双脚不由自主地走到岔道上去。无数的过道互相交错,犹如夫利基阿的密安得河迂回的河水,一会儿顺流,一会儿倒流,又回到它的源头。迷宫造好后,代达罗斯走进去察看,连自己也找不到出口处。弥诺陶洛斯就深藏在迷宫的深处。根据古老的规定,雅典城每九年必须给克里特国王送上七名童男童女,作为进贡弥诺陶洛斯的祭品。
弥诺斯王为了不泄露迷宫的秘密,也不想代达罗斯的技艺外流,根本没有让他走的意思,岛被封闭,船只全部被清理。这在代达罗斯的预料之中。弥诺斯王虽然封住陆上和水上的去路,但在空中是畅通无阻的。他开始收集整理大大小小的羽毛,把最小最短的羽毛拼成长毛,看上去像天生的一般。他把羽毛用麻线在中间捆住,在末端用腊封牢。最后,把羽毛微微弯曲,看起来完全像鸟翼一样。
儿子伊卡罗斯站在他的身旁,用一双小手帮父亲劳动。父亲听凭他在一旁随意地摆弄羽毛,微笑地看着他的笨拙的动作。终于一切都完成了。代达罗斯把翅膀缚在身上试了试。他像鸟一样飞了起来,轻轻地升上云天,然后重新降落下来。他又指教儿子伊卡罗斯如何操纵。他已给他做了一对小羽翼。
“你要当心,”他叮嘱道,“必须在半空中飞行。你如果飞得太低,羽翼会碰到海水,沾湿了会变得沉重,你就会被拽在大海里;要是飞得太高,翅膀上的羽毛会因靠近太阳而着火。还有,你不要向北极大熊星座飞,也不要向猎户座腰间的出出鞘宝刀飞,你要跟着我飞。”代达罗斯一边说,一边把羽翼给儿子缚在他的双肩上,但他的手却在微微地发抖。最后,他拥抱着儿子,还给了他一个鼓励的吻。两个人鼓起翅膀渐渐地升上了天空。父亲飞在前头,他像带着初次出巢的雏鸟飞行的老鸟一样,小心地扇着翅膀,不时地回过头来,看儿子飞行得怎样。
法国插画巨匠古斯塔夫多·雷笔下的代达罗斯父子生死离别瞬间开始时一切都很顺利。不久他们就到达萨玛岛上空,随后又飞过了提洛斯和培罗斯。伊卡罗斯兴高采烈,他感到飞行很轻快,不由得骄傲起来。于是,他操纵着羽翼朝高空飞去,可是惩罚也终于飞来了!太阳强烈的阳光融化了封蜡,用蜡封在一起的羽毛开始松动。伊卡罗斯还没有发现,羽翼已经完全散开,从他的双肩上滚落下去。不幸的孩子只得用两手在空中绝望地划动,可是他浮不起来,一头栽落下去,最后掉在汪洋大海中,万顷碧波把他淹没了。
荷兰画家格尔佐乌斯的力作《伊卡罗斯的跌落》,通过伊卡罗斯绷紧的肌肉,可以感受到他的紧张这一切发生得很突然,瞬间便结束了,代达罗斯根本没有觉察到。当他再次回过头来时,没有看见他的儿子。“伊卡罗斯,伊卡罗斯!”他预感不妙,大声呼喊起来,“你在哪里?我到哪里才能找到你?”最后,他惊恐地朝下面瞅了一眼。他看到海面上漂着许多羽毛。代达罗斯连忙收住羽翼,降落在一座海岛上,将羽翼放在一边,他张大眼睛,满怀希望地寻找着。一会儿,汹涌的海浪把他儿子的尸体推上了海岸。
美国当代幻想艺术大师波里斯·瓦莱约笔下的代达罗斯,注意远处的伊卡罗斯代达罗斯诅咒自己的技艺、悔恨自己的恶行,可一切于事无补。悲伤的代达罗斯掩埋了儿子的尸体。为纪念他的儿子,将此海岛叫做“伊卡利亚”。
海仙女们怜悯可怜的伊卡罗斯代达罗斯正在埋葬不幸的儿子的时候,忽然有一头聒噪的山鸡从泥沟里向外望他,不断地拍着翅膀, 发出高兴的声音。这种鸟在当时还是一种新鸟,以前没有见过的,只是新近才变出夹的。代达罗斯,这只鸟发出来的是谴责你的声音啊!这只鸟是塔罗斯变化的!雅典娜最爱聪明人,把塔罗斯变成一只鸟,给他装上羽毛,让他在天空飞。 塔罗斯生前的聪敏现在都长在两翼和两脚上了,但是他还保持自己原来的名字。 这鸟飞得不高,也不在树顶上或岩石顶上筑巢,它总是沿看地飞,在矮丛中生蛋,因为它总记得当初是跌死的,所以总怕到高的地方。
现代艺术家摄影PS图代达罗斯怀着悲痛,又继续飞行。他飞向西西里岛,这里是国王科卡罗斯统治的地方。就像从前在克里特岛上受到弥诺斯的款待一样,他在这里也受到盛情接待,被当作贵客。
伊卡罗斯魂归大海、陈尸海滩他的艺术天才使当地居民十分惊喜。他在那里兴修水利,造了人工湖泊,又把湖水顺着河流一直送到附近的大海。在陡峭的山峦顶上,有一块无法攀登冲击的险要地方,连树木也难生长,他在上面建造了一座坚固的城池,修筑了一条羊肠小道盘旋而上,直到山顶。这样的城堡只要三、四个人就可以守护,固若磐石。科卡罗斯国王选择这座难以攻克的城堡存放他的珍宝。
安哥拉发行的“伊卡罗斯”邮票代达罗斯在西西里岛上完成的第三件工程是在地面上挖一座深洞。他从洞里巧妙地引取地下火的热气,所以,即使一座潮湿的岩洞,现在也舒适得如同暖室,好像岩洞里安了取暖设备一样,人在慢慢地出汗,却又不嫌太热。此外,他还扩建了厄里克斯山上的阿佛洛狄忒神庙,给女神献祭了一只金蜂房。代达罗斯精心雕刻,那些小蜂窝几乎达到乱真的地步,跟天然的蜂窝一模一样。
变态的日本人心中的伊卡罗斯代达罗斯成了科卡罗斯国王的座上客。他在这里培养了许多有名的艺术家,成为西西里岛土著文化的奠基人。他在那里虽然受到敬重和礼遇,但丧子之痛笼罩了他的一生,晚年时更加忧郁、苦恼,终了西西里并被埋葬在那里。
独具匠心的法国画家布鲁盖尔的《伊卡罗斯的坠海》。可伊卡罗斯在哪?找不到的朋友们,请注意下期“历史脉动”看了上面关于“代达罗斯”的故事,各位可能就会体味到英国人在给计划命名时的苦心了吧?
另外,有人指出,图中的迷宫不是“代达罗斯”老先生建的。真正的迷宫在下面。