40亿焦耳是什么概念? 这大概是1兆瓦时或者1000度电,相当于一辆面包车装满AA干电池或者90千克汽油所储存的能量。
40亿焦耳乘以70亿人,等于2.8×1019焦耳。这是每年全球能源消耗的百分之五。挺多的,但还没到不可能的程度。但这只是理论最小值。实际上,要消耗能量取决于我们的运输手段如何。如果我们用火箭运输,那消耗的能量就要比最小值多一大截,因为火箭要把自己的燃料也发射出去。
让我们先讨论一下这90千克的汽油,因为这有助于说明太空旅行的一个核心问题。要发射一艘65千克重的飞船,需要燃烧掉约90千克的燃料。(单位质量的汽油拥有的能量与火箭燃料差不多。)那么,将燃料装船——飞船现在重155千克。一艘155千克重的飞船需要215千克的燃料,所以我们再加装125千克燃料……
还好,我们幸免于掉进“每加1千克载重就要补充1.3千克燃料”这个无限循环,因为我们其实不需要把所有燃料都一路带上天。我们是一边走一边烧燃料,因此飞船质量越来越轻,所需的燃料也越来越少。但燃料的确是要走一部分路程的。那么为了能达到指定的速度,需要烧掉多少推进剂呢?通过齐奥尔科夫斯基火箭方程可以计算出:要使用传统的火箭燃料克服地球引力,1吨重的飞船需要20至50吨燃料。人类总重量约4亿吨,全发射出去需要几十万亿吨的燃料。这实在太多了,假如我们的燃料是基于烃类化合物的,那要占去全球剩余石油储量的一大部分。这还不算飞船本身、食物、水还有我们的宠物(光是美国的宠物狗可能就有大约一百万吨)的重量。我们还得需要燃料来制造所有这些飞船,把人运到发射场地,等等。我不是在说化学燃料方式一定是完全不可能,但它绝对不在“有可行性”的领域。
总之呢,答案是:把一个人送入太空很容易的,但若让我们所有人都进入太空,足以把我们的资源逼到极限,甚至可能摧毁这个星球。对一个人来讲这是一小步,而对于全人类而言这却是何等巨大的飞跃啊。
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