在他们今天(10 月 17 日)出版的新书《速成》(Soonish,Penguin Press,2017)中,Kelly 和 Zach Weinersmith 深入研究了 未来技术的 10 个领域,以了解哪些技术将生存下来,哪些技术可能会失败,哪些技术可能会改变(或毁坏)一切。
Zach Weinersmith 是一位漫画家,以其经常以科学为主题的 《周六早晨早餐麦片》网络漫画 而闻名,他的妻子 Kelly 是德克萨斯州莱斯大学的播客主持人和生物学家。他们共同深入研究了从太空电梯到小行星采矿,再到可编程物质和冷核聚变等主题,解析一手资料并采访专家,以找到最酷和最可信的未来技术。
Space.com 与 Zach 谈论了 这本新书,以及哪些太空技术注定会取得巨大成功。 [最佳太空书籍和科幻小说:《Space.com 阅读清单》]
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Weinersmith 夫妇最初设想这本书是对 50 项酷炫的未来技术的快速概述,面向可能想找到一些很酷的东西参与其中的青少年。但他们想更深入地探讨——并提供比维基百科文章更多的信息——因此,随着解释变得更加深入,章节也变得越来越长。
Weinersmith 说:“这个想法本质上是,如果我们要谈论可重复使用的火箭之类的东西,我们不仅仅谈论它们为什么很棒,我们会尝试稍微深入了解火箭内部的经济学,以及什么是昂贵的,什么不是昂贵的。” “这个想法是,对于每一章,我们都尽量从第一性原理开始,然后逐步构建到全面的理解,所以我希望那些不一定是科学怪人,但愿意稍微关注一下,并喜欢笑话和漫画的人会喜欢它,”他说。
他补充说:“我喜欢认为我们是为对未来事物感兴趣的nerd们提供的诚实经纪人。” 但这对夫妇试图在每一章中都有足够的严谨性,以让科学家也加入进来:“我们有nerd的骄傲,”Weinersmith 说。“我们不仅仅希望大众读者喜欢这一章,我们还希望我们讨论的领域感到我们在分配的空间内尽可能地公正地对待了他们。”
Weinersmith 说,就太空而言,最可行的技术是可重复使用的火箭,就像 SpaceX 目前计划的那样,至少在短期内是这样。 但他说,从长远来看,可能需要更环保的方法,或者至少是更清洁的燃料。
Weinersmith 说:“我上周刚读到,或者什么时候,埃隆·马斯克说他将要成立一家火箭运输公司,我们可以在一小时内到达[地球上的]任何地方。” “这听起来原则上很棒,但存在严重的环境问题,至少根据我们交谈过的人说,目前的推进剂非常糟糕。 这没什么关系,因为我们发射的火箭不多,但如果你每次想去纽约或其他任何地方都乘坐火箭飞船,情况可能会变得很糟糕。”
Weinersmith 说,航天飞机或吸气式火箭(可以消耗氧气来推进自身上升)是另一种可能性,尽管“还没有人完全成功”。
他补充说:“但我们真的想要太空电梯——在我们的内心深处,我们想要太空电梯。”
这本书还探讨了不太有前景的技术,例如将能量束缚回地球的天基太阳能电池板。 尽管许多研究人员对此感到兴奋,但在与几位专家交谈后,Weinersmith 夫妇最终得出结论,虽然这样的太阳能电池板可以吸收地面电池板 40 倍的能量,但它几乎总是比在地球上某处设置 40 个太阳能电池板更困难且成本更高。 即使是太空电梯(这将使太空飞行更具成本效益),也可能不足以抵消这种困难。
对于每一章,这本书还涉足了奇异之处:对于太空飞行,它是太空发射的“弹簧单高跷方法”。 因为火箭质量中真正是货物的部分非常少,所以燃料消耗的少量减少可以很容易地使飞船可以携带的货物量翻倍。
Weinersmith 说:“这个想法是你有一个火箭,你把它举得稍微高一点……然后你把它放下,它就会有弹簧,当它弹回来时,你就会踩油门,然后你就走了。” “因为那是加速最难的部分,因为你有最大的质量,你会得到一个很好的小小的助推。”
他补充说:“如果你了解火箭飞行的经济学,也就是说,与燃料相比,你的货物就像狗身上的蜱虫一样,你就会明白为什么弹簧单高跷方法很有吸引力——尽管它可能永远不会被使用。” [太空生活、《星际迷航》技术与太空探索的未来]
Weinersmith 承认,虽然他书中的太空飞行技术是他最喜欢的技术之一,但它可能不会像其他一些概念(例如脑机接口)那样对人类产生如此大的影响。
他说:“如果你在半人马座阿尔法星上有一个殖民地,但人们仍然可以阅读莎士比亚并理解它,那么对我来说感觉没什么不同;感觉仍然是人类,只是在其他地方。” “但是对于改变大脑的东西,我们现在处于一个新的宇宙中。我们不再是人了。”
作者们特意没有确切说明每项技术何时可能可行,但他们试图详细说明每项技术存在所需的步骤、当前的研究状态以及仍然存在的障碍。 有些已经开始实施,例如可重复使用的火箭,而另一些仍然更具实验性。
Weinersmith 说:“我们的笑话是,我们愿意尝试这些事情中的任何一件,只是不想成为第一个做这件事的人。” 例如,太空电梯可用的最佳材料——碳纳米管——大约是抓住绕地球高速运行的巨大平台所需强度的 1-1.5 倍,而工程师更愿意建造强度是所需强度 2-3 倍的东西。 此外,专家建议,一旦加速度在接近顶部时减慢,乘客可能会呕吐。
至于马斯克提出的地球城市之间的“火箭跳跃”呢?
Weinersmith 说:“我不知道他们希望你承受多少个 g。” “你乘坐来自地狱的过山车,然后你就到了东京——我想我还没准备好。”
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发送电子邮件给 Sarah Lewin,地址为 slewin@space.com,或在 Twitter 上关注她 @SarahExplains。 在 Twitter 上关注我们 @Spacedotcom、Facebook 和 Google+。 原文发表于 Space.com。
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