学点知识 | NASA 怎样才能救回钢铁侠？

源济

学点知识 | NASA 怎样才能救回钢铁侠？
知乎日报  2018-12-12

题图：《复仇者联盟 4：终局之战》

妇联 4 预告中，托尼在宇宙流浪了，我们该如何制定「拯救钢铁侠」计划？

以目前人类航空技术研究程度，NASA 可能通过哪些方法找到并拯救钢铁侠托尼·史塔克？

知友：付文鹤（100+ 赞同）

先说结论，能找到。但是应该救不回活的了。

首先，我们要先确定一点，泰坦星的位置是按照漫画设定的土卫六，不然以下内容都可以直接无视了——在外星系的话直接免谈。

土卫六对地球进行通信并不是什么不可能的事情，1997 年发射的「卡西尼 - 惠更斯号」以 880W 的功率都能对地球进行通信。

而钢铁侠的所在的那艘飞船怎么看都是个外星科技集大成者，无论是功率还是天线阵列肯定都要比地球人当年的小探测器要强得多。

如果你说飞船的反应堆坏了，那么你直接把钢铁侠的反应堆拿出来给飞船供电就可以了，事实上按照电影里的说法，钢铁侠的反应堆最起码要有 30 亿瓦的功率，换算一下就是 300 万千瓦，这个功率看起来不光是可以给通讯系统供电了……启动飞船引擎我都信了。

【启动飞船引擎的事情我们后面再说】

不过，一个坏消息是，预告片里面的托尼史塔克同志正在用他的头盔录音，那么有可能是天线系统坏了，或者他的反应堆坏了。

两者的任意其一的话，我们都不用继续讨论了，我们先假设托尼史塔克启动了天线。

休斯顿，我（们）有麻烦了。钢铁侠如此对 NASA 的休斯顿航天中心说道。

然后 NASA 虽然死了一半人，但是依然努力的开始了工作。

目标：拯救「人类希望史塔克」，毕竟就凭史塔克掌握的技术水平，我觉得给人类配发一百万套动力装甲干死灭霸没什么难度。

首先通过通讯定位轨道和运行速度都是没什么难度的事情，但是关键问题是怎么发射一个飞船去土星轨道然后把钢铁侠带回来。

从技术角度上，尽快组装出这样的一个飞船并不是一个难事，抓紧时间拿出一个联盟系列的 MS 飞船（原用于空间站人员运输）改造成深空飞船，或者拿出一个猎户座飞船、龙飞船都不是什么难事。

但是，问题 1，我们要送过去一个空船还是一个载人船？如果是空船当然是最好的，那么我们只需要携带钢铁侠一个人（可能还要带上星云）的返程寄养，我们甚至不用担心钢铁侠回家的时候过于无聊——他和他的人工智能星期五唠嗑就行了，实在不行还可以写程序玩。

但是，我们并不知道去的时候钢铁侠是死是活是昏迷，甚至我们不知道我们的飞船能不能对接钢铁侠所用的外星飞船，于是我们就需要宇航员来解决各种问题。

但……过去的宇航员还要吃喝拉撒，甚至还要带上队友唠嗑来避免抑郁，而我们的飞船大小似乎不足以搭载多名宇航员。

解决方案是制造大型的飞船组合器——长得就像是个小型空间站，或者我们期盼埃隆马斯克同志的 BFR 飞船抓紧时间造出来。

事实上，建造一个小型的飞船组合器是一个比较好的想法。

制造这样的飞船，我们需要现在地面制造组件，然后在太空进行对接，如果人类不惜代价的快速制造，我们甚至能在三到四个月之内完成制造和组装的流程。

如果《美国队长 2》里面的反重力母舰还在的话，使用母舰运输飞船组件甚至整个大型飞船当然是个更好的方案——但是题主问的是目前人类航空技术，那么还是这种组合器飞船是最靠谱的。

发射工作分别由 SLS（载重 70-130）、FH（载重 50-60），D4，宇宙神 5，F9 等火箭完成，毕竟是组合器模式发射，对发射载具的要求就没有那么高。

人类的技术毫无疑问可以让飞行器抵达土星轨道，但是唯一的问题是，多久之后到。

大名鼎鼎的卡西尼 - 惠更斯探测器飞了六年多，如果我们救钢铁侠也要六年多的话，钢铁侠就算没有因为饥饿和缺水而死，也会因为一天到晚只能和星期五唠嗑而失心疯（提醒一下，就算有通讯，我们也面临着光速延迟，他想看个电影都不行）。

首先是一个好消息，土星冲日每过一年就有，我们不需要和火星冲日一样等太久。在冲日的时候，地土距离最短，飞船需要飞行的距离也更短。

坏消息是我们的救援飞船往少里说也要个五百吨，推进这玩意快速前进的方法是什么呢？答案不是什么高科技的离子推进器或者光帆，以我所见，最好的方案就是俩——一个是捆绑大型化学引擎，一个是核弹推进。

捆绑大型化学引擎，很简单，我们在组合器上再增加几个使用化学燃料的推进舱就可以，然后在消耗完毕燃料之后把推进舱直接扔掉。

第二个方案则是核弹推进，其实说核弹推进是不太正确的。准确的说，最好的推进方案是使用在飞船尾部反应室进行的核聚变反应来提供飞船的推进力，这样的核聚变并非是真正意义上的可控，因为聚变产生的等离子体会从反应室的空缺处离散。

这就是传说中的代达罗斯计划，这个计划的原来目的其实是远征巴纳德星，所以说其结构重量高达五万吨。

然而，我们并没有能力发射五万吨的东西上天。

所以我们就有个更垃圾的方案——直接使用核弹推进，这些核弹同样在反应室中爆炸，并起到相同的效果，这样虽然能够大大节约结构总量（你只需要一个球壳作为反应室，而不用携带其他的结构了），但是我们却要带上更多的核弹。

不过方案还是有的，营救飞船先携带少量核弹出发，接下来我们在近地轨道建立一个大型轨道加速器，然后从地球上发射核弹进入太空，然后再用轨道加速器加速核弹，让核弹能追上飞船并在反应室里引爆。

这是个非常好的方案，只不过……飞船依然要携带返程的核弹。

而且，就算使用这种黑科技，我们最后也依然需要一两年才能前往土星。史塔克同志，你能坚持这么久么？