空間的未來即將來臨,“速成”

一本新書以異想天開的方式審視了10項可能改變一切的新興技術

《速成:將改善和/或毀壞一切的十項新興技術》,作者 Kelly 和 Zach Weinersmith,2017 年 10 月 17 日由 Penguin Press 出版。

在他們今天(10 月 17 日)出版的新書《速成》(Soonish,Penguin Press,2017)中,Kelly 和 Zach Weinersmith 深入研究了 未來技術的 10 個領域,以瞭解哪些技術將生存下來,哪些技術可能會失敗,哪些技術可能會改變(或毀壞)一切。

Zach Weinersmith 是一位漫畫家,以其經常以科學為主題的 《週六早晨早餐麥片》網路漫畫 而聞名,他的妻子 Kelly 是德克薩斯州萊斯大學的播客主持人和生物學家。他們共同深入研究了從太空電梯到小行星採礦,再到可程式設計物質和冷核聚變等主題,解析一手資料並採訪專家,以找到最酷和最可信的未來技術。

Space.com 與 Zach 談論了 這本新書,以及哪些太空技術註定會取得巨大成功。 [最佳太空書籍和科幻小說:《Space.com 閱讀清單》]


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Weinersmith 夫婦最初設想這本書是對 50 項酷炫的未來技術的快速概述,面向可能想找到一些很酷的東西參與其中的青少年。但他們想更深入地探討——並提供比維基百科文章更多的資訊——因此,隨著解釋變得更加深入,章節也變得越來越長。

Weinersmith 說:“這個想法本質上是,如果我們要談論可重複使用的火箭之類的東西,我們不僅僅談論它們為什麼很棒,我們會嘗試稍微深入瞭解火箭內部的經濟學,以及什麼是昂貴的,什麼不是昂貴的。” “這個想法是,對於每一章,我們都儘量從第一性原理開始,然後逐步構建到全面的理解,所以我希望那些不一定是科學怪人,但願意稍微關注一下,並喜歡笑話和漫畫的人會喜歡它,”他說。

他補充說:“我喜歡認為我們是為對未來事物感興趣的nerd們提供的誠實經紀人。” 但這對夫婦試圖在每一章中都有足夠的嚴謹性,以讓科學家也加入進來:“我們有nerd的驕傲,”Weinersmith 說。“我們不僅僅希望大眾讀者喜歡這一章,我們還希望我們討論的領域感到我們在分配的空間內儘可能地公正地對待了他們。”

Weinersmith 說,就太空而言,最可行的技術是可重複使用的火箭,就像 SpaceX 目前計劃的那樣,至少在短期內是這樣。 但他說,從長遠來看,可能需要更環保的方法,或者至少是更清潔的燃料。

Weinersmith 說:“我上週剛讀到,或者什麼時候,埃隆·馬斯克說他將要成立一家火箭運輸公司,我們可以在一小時內到達[地球上的]任何地方。” “這聽起來原則上很棒,但存在嚴重的環境問題,至少根據我們交談過的人說,目前的推進劑非常糟糕。 這沒什麼關係,因為我們發射的火箭不多,但如果你每次想去紐約或其他任何地方都乘坐火箭飛船,情況可能會變得很糟糕。”

Weinersmith 說,太空梭或吸氣式火箭(可以消耗氧氣來推進自身上升)是另一種可能性,儘管“還沒有人完全成功”。

他補充說:“但我們真的想要太空電梯——在我們的內心深處,我們想要太空電梯。”

這本書還探討了不太有前景的技術,例如將能量束縛回地球的天基太陽能電池板。 儘管許多研究人員對此感到興奮,但在與幾位專家交談後,Weinersmith 夫婦最終得出結論,雖然這樣的太陽能電池板可以吸收地面電池板 40 倍的能量,但它幾乎總是比在地球上某處設定 40 個太陽能電池板更困難且成本更高。 即使是太空電梯(這將使太空飛行更具成本效益),也可能不足以抵消這種困難。

對於每一章,這本書還涉足了奇異之處:對於太空飛行,它是太空發射的“彈簧單高蹺方法”。 因為火箭質量中真正是貨物的部分非常少,所以燃料消耗的少量減少可以很容易地使飛船可以攜帶的貨物量翻倍。

Weinersmith 說:“這個想法是你有一個火箭,你把它舉得稍微高一點……然後你把它放下,它就會有彈簧,當它彈回來時,你就會踩油門,然後你就走了。” “因為那是加速最難的部分,因為你有最大的質量,你會得到一個很好的小小的助推。”

他補充說:“如果你瞭解火箭飛行的經濟學,也就是說,與燃料相比,你的貨物就像狗身上的蜱蟲一樣,你就會明白為什麼彈簧單高蹺方法很有吸引力——儘管它可能永遠不會被使用。” [太空生活、《星際迷航》技術與太空探索的未來]

Weinersmith 承認,雖然他書中的太空飛行技術是他最喜歡的技術之一,但它可能不會像其他一些概念(例如腦機介面)那樣對人類產生如此大的影響。

他說:“如果你在半人馬座阿爾法星上有一個殖民地,但人們仍然可以閱讀莎士比亞並理解它,那麼對我來說感覺沒什麼不同;感覺仍然是人類,只是在其他地方。” “但是對於改變大腦的東西,我們現在處於一個新的宇宙中。我們不再是人了。”

作者們特意沒有確切說明每項技術何時可能可行,但他們試圖詳細說明每項技術存在所需的步驟、當前的研究狀態以及仍然存在的障礙。 有些已經開始實施,例如可重複使用的火箭,而另一些仍然更具實驗性。

Weinersmith 說:“我們的笑話是,我們願意嘗試這些事情中的任何一件,只是不想成為第一個做這件事的人。” 例如,太空電梯可用的最佳材料——碳奈米管——大約是抓住繞地球高速執行的巨大平臺所需強度的 1-1.5 倍,而工程師更願意建造強度是所需強度 2-3 倍的東西。 此外,專家建議,一旦加速度在接近頂部時減慢,乘客可能會嘔吐。

至於馬斯克提出的地球城市之間的“火箭跳躍”呢?

Weinersmith 說:“我不知道他們希望你承受多少個 g。” “你乘坐來自地獄的過山車,然後你就到了東京——我想我還沒準備好。”

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Sarah Lewin Frasier《大眾科學》的高階新聞編輯。 她計劃、分配和編輯月刊雜誌的“進展”部分,以及編輯線上新聞。 在 2019 年加入《大眾科學》之前,她曾在 Space.com 擔任副編輯,記錄了人類的星際之旅。 (甚至更早之前,她曾在《大眾科學》擔任印刷實習生。)Frasier 擁有布朗大學的數學學士學位和紐約大學科學、健康和環境報道專案的傳播學碩士學位。 她喜歡音樂劇和數學紙工藝。

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