想实现光速旅行这些方法都没戏

　　科学家一直在寻找更为高效的太空旅行方式，甚至大开脑洞，构思出种种光速旅行的设想。但以目前可以预见的技术手段，人类不可能实现光速旅行，也不可能实现恒星际航行。

　　去别的星球看一看、玩一玩，甚至干脆住下来，是许多科幻迷的梦想。科学家们也在未雨绸缪，为人类寻找“第二家园”。从火星、半人马座到开普勒452B，他们的目光越投越远。

　　然而现实问题是，就算找到一颗合适的类地行星，我们也没办法搬过去。面临考验的不仅是航天技术，恐怕还有人类的寿命。以电影《阿凡达》中在半人马座虚构的“潘多拉”星球为例，要前往这颗距我们4.4光年的星球，即使按太阳神2号创造的人类飞行器速度纪录（约每小时25万公里）来计算，也需要差不多2万年。

　　为了实现梦想，科学家一直在寻找更为高效的太空旅行方式，甚至大开脑洞，构思出种种光速旅行的设想。但中国航天科工集团二院研究员杨宇光向科技日报记者表示：“以目前可以预见的技术手段，人类不可能实现光速旅行，也不可能实现恒星际航行，除非人类对基本物理学认知上出现质的飞跃。”

　　最近，美国国家航空航天局（NASA）工程师大卫·伯恩斯提出了一种近光速粒子加速相对性螺旋引擎概念。他声称这种引擎无需任何燃料，就能让飞船达到光速的99%。这一概念已发表在NASA的技术报告服务器上。

　　伯恩斯的发动机原理并不复杂。一个盒子一根杆，杆上套上一个圆环，盒子里的弹簧推圆环，滑到头之后弹回来形成振荡，这样的效应会让盒子来回摆动。伯恩斯认为，如果让圆环滑动时质量增大，盒子的一端就会比另一端重，从而加速前进。要怎样才能实现这种加速呢？伯恩斯认为，狭义相对论已经提出了解决办法，那就是让物质以近光速运动，这样质量就会增加。他设想用粒子加速器代替圆环，粒子在一个冲程中迅速加速到相对论速度，而在接下来的冲程中则迅速减速。在这样的情况下，实际上可以不要盒子和杆，而将粒子加速器设计成螺旋形进行横向和圆周运动，就可以达成加速的目的。只要坚持不懈，终将使引擎速度接近光速。

　　然而这样的加速方法效率极低，用165兆瓦功率产生的力，仅仅跟我们敲键盘的力道差不多。更尴尬的是，这种引擎需要在完全没有摩擦力的环境下运行，稍有一点摩擦力，就足以将微弱的推力抵消，但所有惯性系统都不可能得到完全无摩擦的工作环境。

　　根据齐奥尔科夫斯基公式，火箭速度与发动机喷流速度成正比。那么，如果能让喷流速度达到光速，火箭不就能以光速飞行了吗？

　　但直到今天，光子火箭仍处于探索阶段。除了制造大量反质子所消耗的能量、用于保障光子源获得足够光压的高温等问题无法解决，其物理原理也遭遇了瓶颈。杨宇光说，齐奥尔科夫斯基公式本是一个自然对数形式，但当喷流速度接近光速时，则变成双曲正切函数形式。简单说，即使喷流速度能达到光速，火箭的加速效率还是很低，要加速到光速极其困难。

　　还有人提出过更天马行空的设想，例如通过曲率驱动引擎，令前方空间收缩而后方空间膨胀，使飞船速度打破光速限制。全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩对此评价：“科幻。”

　　近年来，有些科学家发现曲率引擎似乎没有想象中那么难，开始尝试将科幻变为现实。但杨宇光表示，曲率引擎的原理是对空间进行折叠，需要的能量达到了黑洞量级。“人类产生文明以来，收集到的所有能量，都不足以支持一艘飞船产生改变空间的能力，而且是差很多个数量级。”他说，“在目前看来，这一设想在工程上不可能实现。”

　　既然光速旅行的梦想遥不可及，有些科学家便退而求其次，希望找到更具操作性的高速飞行方式。例如2017年，斯蒂芬·霍金提出了基于激光推进原理的“突破摄星”计划。

　　该计划以距离地球4.2光年的比邻星为目标。霍金提出，希望研制1000个几厘米大小、功能完备的探测器，在地球上建立激光器列阵，用超强光束让它们加速到光速的五分之一，这样可以在20年后到达比邻星并传回相关信息。

　　这项计划也不被看好。行星科学专家、中科院国家天文台研究员郑永春曾向科技日报记者表示，激光推进需要在地面建设强大激光源，不断跟踪、照射飞行器，但这么遥远的距离，怎样保证激光源能一直瞄准这么小的飞行器？另外，光的能量与距离的平方成反比，随着飞行器离地球越来越远，激光所能提供的动能也会迅速衰减。这都是难题。

　　杨宇光认为“突破摄星”计划在工程上根本无法实现。他说，要将几克量级的飞行器加速到每秒6万公里，所需能量相当于400吨左右TNT的当量。同时需要考虑到，激光器作用距离有限，能达到100万公里就不错了，这要求加速过程要在极短时间内完成，而这是目前任何材料都无法承受的。同时，该计划还面临轨道测量、信号传输等难题。

　　除了使用地球上的能源之外，科学家还将目光转向了宇宙“外援”——太阳正成为科学家寄予希望的宇航动力之一。俄罗斯萨马拉大学近日发布消息称，该校专家正在研究能借助太阳光压快速移动的太阳帆飞船，其速度能达到目前人类最快探测器速度的10倍以上。记者了解到，美国太空组织“行星学会”此前已经发射光帆2号飞船对该技术进行了验证，我国也在开展相关技术研究。

　　杨宇光介绍，该技术利用巨大的光帆，可以将特别轻微的航天器加速到每秒数百公里量级，但对于载人飞船或是大型探测器却无能为力。同时，探测器离太阳越远，获得的动力就越弱。因此太阳帆飞船只能用于太阳系附近的无人探测任务。

　　在五花八门的未来航天技术设想中，太空电梯常被人津津乐道。太空电梯有几种形式，比较实用的，是从赤道附近架设“电梯”通往地球静止轨道空间站，以实现快速便捷的天地往返。

　　庞之浩表示，目前人类航天活动中最费力的，就是从地面发射进入太空轨道的阶段，要付出高昂的成本、消耗大量燃料。而太空电梯可以帮助人类跳过这一阶段，从更高的起点出发。

　　不过，太空电梯毕竟只能解决“起跑”问题，剩下的“马拉松”要想更快完成，还得依赖其他宇航动力技术。而且这也不是很快就能实现的。庞之浩说，太空电梯所用“缆绳”要有数十倍于钢材的强度、超轻的质量，以及可以接受的成本。目前唯一符合条件的材料是碳纳米管，许多国家在开展攻关，但离工程应用还很遥远。业内预测，太空电梯相关技术有望在本世纪内取得突破。

　　既然上述种种设想短期内都无法实现，我们暂时还是把目光收回到当前的主流航天动力形式——火箭上吧。

　　庞之浩表示，常规的化学动力火箭，在推力、速度等方面基本已达到瓶颈，很难再有较大突破。不过，科学家正在对多种新型动力火箭开展研究，包括核动力、电推进、电磁驱动等。

　　庞之浩介绍，美国前华裔宇航员张福林创办的公司，正在设计一款“可变比冲磁等离子体火箭”。这种核电火箭据说仅需1个多月就能飞到火星，但相关技术还处于研究阶段。

　　美国与俄罗斯正在联合研制核动力火箭，与传统火箭每小时2万公里的速度相比，其时速可达到8万公里，能将火星旅行时间缩短到2个月。不过该方案也面临许多技术难题，还存在一个严重的副作用——核动力产生的辐射，相当于让宇航员每天拍8次X光片。与核动力相匹配的防辐射措施，目前尚待攻克。

　　在动力学中，“比冲”是体现发动机工作性能和推进剂能量特性的主要技术指标，以牛秒/千克或秒为单位。杨宇光说，目前常温化学燃料火箭发动机的比冲通常是300多秒，氢氧发动机为450秒左右，电推进火箭发动机最高可达1万秒。如果人类能掌握受控核聚变技术，可以让火箭发动机获得功率极高的能量来源，则有望将比冲提升10倍。“如果达到这个程度，人类将能够在太阳系内自由航行。”他说，“但对于恒星际航行，仍然差了好几个数量级，还是做不到。”

　　研究小组首先观察了人类和啮齿动物的模拟模型，还观察了传入和传出运动神经元活动如何调节神经肌肉特性。研究人员指出，重力卸载引起的肌肉特性的改变可能与神经活动的减少以及收缩/拉伸相关的机械应力有关。

　　研究人员通过与苦荞基因组比较发现，金荞麦基因组大小（1.08G）是苦荞基因组（0.48G）的两倍，这主要是由于重复序列扩增导致。据了解，该研究为金荞麦的性状改良和品质育种，以及苦荞和金荞麦种间杂交的分子育种提供了理论依据。

　　十年来，高校不断加强创新平台体系建设，大力培养创新人才，加速汇聚创新资源，积极开展国际科技合作交流，高校科技创新综合实力实现跃升。

　　德弗里斯用D代表带着显性性状的花粉、胚珠，R代表隐性，杂交种自交过程为（D+R）（D+R）=D2+2DR+R2——四分之一是呈隐性性状的R2，德弗里斯称其为杂交种的性状分离定律。1900年4月21日，科伦斯看到了德弗里斯发表的《关于杂交种的性状分离定律》，次日便寄出他的论文《有关杂交种子代表现的孟德尔定律》。

　　日前，北京市科委、中关村管委会等六部门下发通知，部署2022年北京市科研项目开发科研助理岗位吸纳高校毕业生就业有关工作。在此之前，北京已公开发布两批科研助理岗位，总计拟招聘5722人。

　　一个由多国科学家组成的研究团队观测到一个不发射高强度X射线辐射的“休眠”黑洞，这个恒星级黑洞位于银河系附近的大麦哲伦星系内。

　　7月20日晚，“数字经济·触手可及”2022北京数字经济体验周暨数字消费节启动仪式在大兴区荟聚购物中心举办，为期一周的数字经济体验周活动正式拉开帷幕。

　　记者近日从第54届国际化学奥林匹克组委会获悉，经过9天激烈角逐，中国代表队4名选手全部摘得金牌，并包揽金牌前三名。

　　7月19日，首届世界知识产权组织全球奖颁奖仪式在世界知识产权组织（WIPO）成员国大会期间举行。上海芯龙光电科技股份有限公司成立于2010年，主要经营范围包括LED灯具的生产、加工和营销等，曾被评为“2021年科技型中小企业”。

　　基于这样的想法，我们提出一种新颖的转化思路：在普通多孔材料表面包覆铜层，从而将基底材料变成三维铜骨架。

　　我国关于科技自立自强的一系列重要布局，为强化科技自立自强对国家发展的战略支撑指明了前进方向，提供了根本遵循。

　　这份荣誉充分显示出我国知识产权事业发展的良好态势，展现了我国企业的创新活力。 国家知识产权局战略规划司司长葛树介绍，近年来，我国数字经济等新兴技术领域蓬勃发展，相关领域的自主知识产权创造和储备正在不断增加。

　　郑栅洁介绍，这十年，安徽牢记习总“党的建设是党的根本性建设”的重要论述，纵深推进全面从严治党。

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　　中国农业科学院作物科学研究所小麦抗逆分子育种创新研究组研究发现，MPK3-PYL模块可以作为一种负调控机制，有助于小麦平衡干旱胁迫响应和正常的植物生长发育，为小麦的抗旱育种提供了理论基础和基因资源。

　　棉花是世界上重要的天然纤维作物。陆地棉和海岛棉（又称长绒棉）是棉花的两个主栽四倍体棉种，陆海种间杂交为棉花纤维长度性状改良提供重要资源，但关于陆海群体纤维动态伸长的遗传机理却鲜有报道。

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