刘慈欣的科幻著作《三体》可谓中国科幻近年来的扛鼎之作。该书讲述了外星人“三体人”与地球人类之间数百年乃至整个宇宙的故事。它所蕴含的庞大设定、对宇宙的恢宏描写以及跌宕起伏的剧情,无一不深深抓住了读者的心。
既然是关于地球和宇宙的故事,书中自然不乏作者对未来航天科技的设想。这里,我们将探讨书中提到的航天技术,比如太空电梯、核聚变火箭和曲率驱动,并对这些航天科技进行或现实、或科幻的考据。
▼《三体》三部曲
1、合理的航天技术路线图
在得知外星人的入侵舰队——三体舰队——将于三四百年后抵达地球的消息后,人类的“危机纪元”来临了。为了打造太阳系防御圈,抵御侵略,人们把打造大吨位长续航作战平台(万吨级太空战舰)作为终极目标,把有待开发的技术分为关键技术和辅助技术。
分清主次后,有限资源集中于技术瓶颈,逐级向技术顶峰攀登。其中,关键技术就是核聚变发动机和太空电梯。
核聚变发动机,工质or非工质?
在物理学基础研究被三体人锁定、基础理论无法发展的情况下,人们只能根据各学科现有发展情况确定指标参数,推测人类可能达到的各种技术层次。
据此,中国太空军规划出万吨级太空战舰的三个技术层次,如下表所示:
为保证太空战舰拥有足够的推力和续航动力,战舰上只能配备人类掌握的最高密度能量——核聚变能。这时,在推进方式的选择上,航天界出现了分歧,航天实力派主张发展工质推进飞船。
航空母舰指挥官出身的中国太空军军官章北海认为,在强大的三体舰队面前,人类舰队采用工质推进就是死路一条,太阳系将变成威海卫,人类太空军将成为第二个北洋水师。
最终他单枪匹马,用一种有争议的独特方式解决了这一分歧,航天科研人员终于沿着无工质推进飞船的路径前进了。
可以说,没有章北海选择的正确道路,地球人就没有未来。
在“危机纪元”最初的日子里,化学燃料火箭、航天飞机、空天飞机等航天器纷纷登场又匆匆谢幕。它们或是因为性价比低,或是因为不能满足未来星际战争的需要而被淘汰了。最后的胜利者属于集中所有资源攻关的无工质核聚变发动机。
现有的传统化学燃料推进
非工质引擎飞船假想图
新突破,可能在哪里?
太空舰队需有天地往返系统、太空港口等基础设施支持,于是太空电梯和大型永久式空间站应运而生。
辅助技术包括循环生态系统、深海状态、人体冷冻、离子发动机、电磁发射器等。
辅助技术与关键技术一样不可或缺,只是它们处于技术舞台的聚光灯之外,不那么引人注意。以舰载循环生态系统为例,这是小说中人类实现的最重要的技术突破之一。如果没有自给自足的循环能力,人类后来的星舰文明、太空城、银河系文明都不会出现,地球人或三体人也根本无法走出自己的家园,成为真正的太空文明。
大刘构造了这样一个合理的航天关键技术发展链条,链条的每个环节又与辅助技术形成技术网络,共同勾勒出完整的技术画卷。