恒星发动机制造（怎样建造一个恒星推动器）

恒星发动机制造（怎样建造一个恒星推动器）对于能建造戴森环的文明，这是一个相对简单的事情，并不复杂。只是比较难以建造在最大的推力下，我们的太阳系能在2.3亿年内移动100光年，在数十亿年后它能使我们几乎完全控制太阳系在银河系的移动轨迹。但在短期内这并不足以另我们躲避致命的超新星，这就是为什么我们认为我们应该做得更好。所以我们询问了我们的天体物理学家朋友们，能不能建造一个更快的恒星发动机？可喜的是他做了，还写了一篇相关的论文，并已经发表在同行评审的期刊上，我们将称呼我们的新恒星发动机为“卡普兰推进器”。 镜子的形状也很重要。用一个巨型球壳包裹太阳并不可行，因为这会汇聚光线返回太阳并加热太阳，然后带来一大堆令人不快的问题。相反，我们使用抛物面镜，它会使大多数太阳周围的光线以相同的方向射出，这会使推力最大化。为了避免由于光照不均匀意外烧焦或者冻住地球，唯一安全可以建造西卡多夫推进器的位置是太阳的两极，这意味着我们只能在垂直太阳系的平面

宇宙中没有什么是静态不动的。在银河系里，数以万亿计的恒星围绕着银河中心旋转。有一些恒星，比如我们的太阳，在以离银心3万光年的距离、2.3亿年为周期的速率稳稳地转动着。这种舞蹈不像井然有序的芭蕾舞，而更像是一个充满了醉汉的溜冰场。这种混乱让银河系变得危险，我们太阳系的邻居一直在变——恒星在以每秒几百千米的速度移动，只有星体之间空旷的距离保护我们。但我们可能在未来的某一天运气不好，有可能遇到一个变成超新星的恒星（指由超新星爆发带来的问题），或者地球被一个大质量物体所携带的小行星雨洗地。如果类似这样的事情要发生，我们很可能提前几千年，或者几百万年就能发现，但是我们仍然什么也做不了，除非，我们把整个太阳系移走。

要移走整个太阳系，我们需要一个恒星发动机——一个用来驾驶整个恒星的巨构建筑。这是一种可能由具有“戴森环”等级科技，为接下来几百万年做计划的先进文明建造的。但是我们怎么可能移动数以百计的太阳系中的物体呢？好消息是：我们可以不管它们，我们只需要移动太阳，所有其它的东西都被万有引力紧紧地和太阳胶着在一起，无论太阳要去哪。

关于恒星发动机是什么样子，有很多种关于原理的设想，我们基于我们现有的对物理的理解，选出了两种在理论上可以建造出来的、最简单的恒星发动机——西卡多夫推进器 （ШИКАДОВ Thruster）——一片巨大的镜子。它的工作原理和火箭一样，类似火箭燃料以太阳辐射的形式，离开的光子携带了部分能量。就好比如说，如果一个宇航员在太空中打开手电筒，它会反向推进宇航员，但是非常非常慢。恒星发动机会运转的比手电筒好一点，因为太阳制造了大量的光子。

西卡多夫的基本概念是，反射半数的太阳光辐射来建立推力，并且缓慢地推进太阳往目标方向移动。为了让西卡多夫推进器工作，它必须保持在一个相同的位置，不围绕太阳旋转。虽然太阳的重力会吸引这面镜子，但重力会被向上推的太阳辐射力平衡。这意味着这面镜子一定要非常轻，由微米级的薄反射箔，比如铝合金等材料制成。

镜子的形状也很重要。用一个巨型球壳包裹太阳并不可行，因为这会汇聚光线返回太阳并加热太阳，然后带来一大堆令人不快的问题。相反，我们使用抛物面镜，它会使大多数太阳周围的光线以相同的方向射出，这会使推力最大化。为了避免由于光照不均匀意外烧焦或者冻住地球，唯一安全可以建造西卡多夫推进器的位置是太阳的两极，这意味着我们只能在垂直太阳系的平面上移动太阳，而且在银河系中只能有一种方向。这会限制我们的旅行方案，但也基本上就是这些了。

对于能建造戴森环的文明，这是一个相对简单的事情，并不复杂。只是比较难以建造在最大的推力下，我们的太阳系能在2.3亿年内移动100光年，在数十亿年后它能使我们几乎完全控制太阳系在银河系的移动轨迹。但在短期内这并不足以另我们躲避致命的超新星，这就是为什么我们认为我们应该做得更好。所以我们询问了我们的天体物理学家朋友们，能不能建造一个更快的恒星发动机？可喜的是他做了，还写了一篇相关的论文，并已经发表在同行评审的期刊上，我们将称呼我们的新恒星发动机为“卡普兰推进器”。

卡普兰工作的原理更像一个传统的火箭——朝一个方向发射，从而形成向另一个方向推进。它是一个巨大的太空站平台，由戴森环功能收集太阳的物质来进行核聚变。它喷射出非常快速的粒子射流，以1%的光速喷射出太阳系，另一边射流像拖船一样喷射向太阳。卡普兰推进器需要消耗大量的能量，每秒大概几百万吨。为了收集这些燃料，我们的推进器得使用非常强大的电磁场，譬如从太阳风中抽取氢和氦来供给引擎。而单靠太阳风是不足以提供足够的能量的，所以我们需要借助戴森环的力量。太阳光可以被重新汇聚到太阳表面，这会把很小的区域加热到极高的温度，然后从太阳上拔起数百万吨的物质。这些物质可以被收集并分离为氢和氦，氦以爆炸性热核聚变的方式燃烧，在反应堆中变成放射性氧射流，再以接近百万度的温度喷出，然后成为我们恒星发动机的主要动力来源。

为了避免我们的引擎坠入太阳，它需要自我平衡。要实现这个，我们可以用电磁场加速收集到的氢用粒子，再把它们向太阳射回去。这样就平衡了推力，并且把推力传回了太阳。在短短的数百万年内，这种引擎可以移动太阳五十光年远，足以躲开超新星爆发。在最大推力下运行一千万年，就可以让太阳系完全掉个头。但是等等，我们会这样把太阳用光吗？幸运的是，太阳的质量太过于庞大，十亿吨也仅仅只是刮一层表面。事实上，这种巨构建筑可以延长太阳的寿命，因为质量小的恒星燃烧的更慢，保持太阳系宜居程度的时间会多出几十亿年。在卡普兰推进器的帮助下，我们可以把整个太阳系变成我们的太空船。举个例子，比如我们逆着银河系旋转的方向移动，并且殖民成百上千个路过的的星系，这甚至可以让我们离开银河系，并且在远离银河的地方扩张。

恒星发动机是由那种不是以年或者十年时间计算，而是几乎永生的文明建造的。我们都知道总有一天我们的太阳会死去，一个恒星发动机将允许我们未来的子孙能在星星间旅行，而不用在星际空间的恐怖深渊中冒险。在我们建造恒星发动机以前，我们只是在漂流，并臣服于银河系。怪诞想法我们可能不喜欢，但它带给我们的启发或许能使我们的后裔扬帆起航，并在接下来的百万年中成为一个星际物种。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. Kurzgesagt – In a Nutshel-司马坑-流星魂

如有相关内容侵权，请于三十日以内联系作者删除

转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处