航行於真空狀態的宇宙飛船的外型可以隨便設計嗎？如果不能，那麼最理想的外形應是怎樣的？
在觀看星際戰爭遊戲視頻、科幻影視作品、閱讀科幻小說、瀏覽科學資訊時，注意到這幾者出於不同目的（為了長得美觀、實用或科學BlaBla.....）對宇宙飛船的外型描述以及他們的設計思路幾乎沒有一點相同之處（或說共性，當然有時他們會不約而同地給飛船裝上機翼和風擋玻璃、風擋艙罩，個別居然還用渦輪引擎。。。。），這些宇宙飛船啊，長得五花八門的（吐槽大和號。。。）。
這是不是說明在太空中因為沒有了空氣阻力的近乎真空狀態下，宇宙飛船長什麼樣都行啊？如果不是的話，那麼宇宙飛船最理想的大致外型與最佳的設計應是怎樣的？為什麼要用這種外型設計呢？希望有專業的知乎小夥伴能給本狼解答~~~（啊，最好都來點乾貨啊~~~~~）不勝感激~~~！！！！
主體結構為球型或圓柱體，可以用儘可能少的材料獲得足夠的強度和空間，其它怎麼方便怎麼來。另外當進入星際空間，有了足夠的速度之後你就要開始考慮微型隕石的影響了，那麼需要儘可能小的正面投影面積。綜上，沒有技術突破（護盾、巴薩徳發動機等）的前提下，星際飛船應當是白色或銀色雪茄型，也就是說，看起來像潛艇。
如果是無人航天器，而且其中的實驗設備對重力沒有要求的話，最好是通過連接和鎖死機構組合成球形或正方體，這樣能夠在艙段結構不變的情況下使整個航天器結構強度更高。
如果是載人航天器，長期生活的話最好是能模擬重力了，這種情況下將艙段組合成環形就會更合適一些。
至於姿態和軌道機動對結構的影響，就需要考慮姿控和軌控發動機推力與航天器長細比配合的問題了，長細比過大時，推力過大的話，整個航天器的撓性動力學會影響控制精度，甚至可能出現結構損傷。謝邀，從結構強度、容積、方便加工出發，載人航天器一般由多個艙段組成，每個艙段一般為圓柱體，也有球體(儲箱)、錐體(返回艙)。國際空間站之類的大型空間站可以有大量艙段向多個方向延伸。長期飛行的航天器從衛星到空間站都有太陽能帆板。
不懂專業的，就瞎說一下（也懶得問那幾個北航的網友）。
大多數電影電視中的，除非涉及到劇情，不然都是瞎設計，怎麼好看（設計者覺得好看）就怎麼設計。大多數會借鑒船和飛機的氣動或者流體外形。
少數需要進入大氣層的飛船會套用氣動外形。
還有一些是根據飛碟愛好者的目擊和臆想出來的外形進行借鑒設計。
近地空間因為有實體參照，大多數都是參考實體或者實體項目企劃來做的。
有些設定是為了符合劇情隱含設定。比如星際旅行里的賽博人，就設計成立方體飛船，套用矩陣這個詞。戰神金剛里把飛船設計成獅子（雖然是這麼一說可是我覺得更像豹子）。神秘博士設計成英國老式警察崗亭（以及大學圖書館）。
USS Enterprise E
如果僅僅是能飛的話，怎麼設計外形大概都不成問題。之前有人調侃航空發動機說，只要動力夠，板磚飛上天，就算板磚能飛上天，你也不能真去弄板磚啊。
首先，起碼航天器的推力要對準航天器質心吧，不然加那麼一個矢量是會浪費推進劑的。
其次轉動慣量最好要小一些，也好方便動量輪和RCS調整不是。在相同總質量要求下，還是要獲得更大容積，更小結構質量。所以最後飛船都變成了圓滾滾。
謝邀。
能隨便設計那是各類科幻作品，怎麼酷炫美觀怎麼來，時尚最時尚，自然五花八門。如果對比現實中的航天設備，無論是航天發射器、人造衛星（如上圖）、載人航天飛船、空間實驗室、空間站等，世界各國設計建造的外觀都是大同小異甚至是一致的。
因為其設計外型與其動力系統、任務目標、搭載規模息息相關，優先考慮實用性、安全性、可靠性。
載人航天飛船和空間站與本題最相關，這裡舉中國「神舟」飛船為例：「神舟」載人飛船系統：載人飛船是載人航天工程的核心系統，由軌道艙、返回艙、推進艙及兩對太陽能電池帆板組成。軌道艙是宇航員在軌飛行期間的工作和生活艙段，在飛行試驗結束後留在天上，繼續運行，並可作為將來做交會對接試驗的空間對接目標。推進艙內有許多大大小小的火箭發動機，用來進行姿控、變軌、制動，在返回時扔掉後會在大氣層內燒毀。惟一可返回地面的是返回艙，3名宇航員在上升段和返回段都坐在返回艙裡面。返回採用升力控制方案及降落傘回收方案。
預計今年（2016年）發射的神舟十一號
中國國家載人空間站設想圖
為什麼要在引文里加粗呢。因為你首先要明確這些東西，才能組合在一起，才能有所謂的「外形設計」。比如說，動力系統需要太陽能發電，你就必須要有太陽能電池板（如上兩圖）；搭載規模有3-8人，那麼飛船運輸航天員的飛船以及有相應生活空間的生活艙，並且有相匹配的物資儲備空間規模；航天任務需要做實驗，那就要有所需的實驗艙（如上圖）。
巴薩德引擎飛船假想圖
物理學家羅伯特·巴薩德提出採用核聚變衝壓發動機，利用幻想的「磁—氫聯合力場」，像個大喇叭吸塵器捕獲氫原子作為能源、過濾星際灰塵和其他元素以光速狂奔。它基於動力系統，外形自然需要「喇叭」吸收並噴射能源，像個啞鈴；基於任務比較簡單（星際飛行、快速到達），因此不需要有太多額外的設施。
採用曲率引擎的超光速飛船假想圖
基於動力系統，它身上有多個大馬力推進器以及足夠燃料存儲艙。
再來看看斯蒂芬·霍金的太空飛船計劃
背景LED播放的宇宙飛船，看上去像一個火箭，但這樣的結構足夠簡單務實，主推進器位於船身主軸、效率最佳，飛船自身可以隨主軸旋轉提供向心力，船身一個個圓柱體是獨立自主的飛行器。《走進霍金的宇宙》里有一款更大型的飛船，是霍金設想的讓人類自由飛行到各星系生根發芽的，有更多小飛行器，供到達太空遠方後自行脫離飛行離開、去想去的地方。
而這個迷你無人太空飛船概念則似乎現實得多，飛船只有一張郵票大小，上面有感測器、攝像頭等設備，利用太陽風風帆作為動力，爭取達到光速的20%，花費幾十年路程可到達地球附近恆星（現有技術路上需要3萬年）。
航天資訊！霍金聯合Yuri Milner啟動「突破攝星」項目：開發納米小型太空飛船飛往半人馬座【圖】_12人探索總而言之，宇宙飛船設計外型與其動力系統、任務目標、搭載規模是緊密相關的：只要與之符合，千奇百怪的形狀都是最理想的；與之不相符合、不相適應，再簡潔或奢華的美麗造型都是渣。真空環境，不需要特地做出流線型，對暗物質的騷擾和阻力不用太過擔心，遼闊浩瀚的宇宙中，飛船的「臉」和「翅膀」改窄點對被宇宙物質撞擊的低概率不會有多少改善。
無人飛船和載人飛船就天差地別，迷你飛船、大型飛船、超大型飛船差異更大。有人搭乘的宇宙飛船，後勤保障和安全性乃至心理衛生等方方面面必須考慮周到，動力需要充沛，設備裝置該有都得有，一個都不能少，其次再由設計師（工程師）考慮美觀不美觀的問題。設計當然可以隨便
但是要真想應用在星際旅行中
你要考慮到太多太空中的威脅
隕石、輻射、自身的雷達或探測面積
畢竟不小心被外星人抓到的話
可能會把你當成可口的食物
所以
利箭狀、水滴形比較合適
直線前行中受力面比較小，可加強裝甲，降低被隕石砸中時候的損傷
雷達反射面積也比較合適
靠譜點吧年輕人
雖然說真空沒有阻力，形狀無所謂但是為了布置主發動機的話，還是會有特定形狀除非已經可以既不用噴口也不用幹嘛了
謝邀，強答一下有提到星際迷航的進取號E，其實博格才是業界良心啊
如果是普通無超光速引擎，那麼類圓筒或者轉輪就很好，類圓筒易設計，空間大，操作製造方便，轉向容易。轉輪就是能提供人工重力。
如果是小型飛船通過旋轉模擬重力的話，陀螺那樣的軸對稱。
星際穿越的飛船，不過旋轉速度不足以產生足夠的重量加速度啊。
火星救援的飛船，生活艙也是旋轉模擬重力。大型飛船的話，多個相同的球體或多面體任意組合形成一個大型結果的效果更好。
參考巴薩德衝壓發動機，重點應當在於收集物質而非排開物質。
工程學細節我不懂
只說三個高中常識1、機身設計應相對於發動機對稱，發動機推力應對準重心方向，就比如說EVE那個蝦米我怎麼看都是滾子跑的（滾子跑是我家的村子名，百度可以搜到，是張大帥青年發跡的地方）2、大質量貨輪制動會產生巨大的扭力、用很多科幻小說里說的那種盡量空間集約化拖油瓶的方式來搞，可能就把艦橋拗折了3、應該有足夠的基線長度來滿足伸出來的電池板或者光帆有足夠的表面積以獲取同洋體積下的摺疊機構的最大表面積所以說飛船主體盡量增加強度減小建築材料思路是對的，但不能一味都做成鐵疙瘩什麼形狀都行，外面都有層能量護罩。
恕我直言，大多數科幻電影的飛船都是瞎扯淡，連側面轉向噴口都沒設計，怎麼拐彎？！
還有，特大號的飛船在行進中改變加速度需要極高的結構強度，這就限制了飛船的大小。現在看來，最科學的是阿凡達中的創業之星號。具體資料在餵雞百科有。有時間可能會更新下宇宙飛船的設計要點，反正科幻片看多了沒事幹……很多影視、動漫里作品裡的飛船很是酷炫，只要讓觀眾看起來爽，是不管實現性的。
但現實中設計飛船，要考慮實現。目前技術來說，分大氣層飛船和不進入大氣層飛船。
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大氣層飛船 最好是流線型，這樣飛出 進入大氣層 及巡航時 節省能量，而且流線型耐熱外殼可以保護內部。有些大氣層飛船，還安裝了機翼獲得升力，比如美國的太空梭。-----------------------------------------------------------------------------
不進入大氣層的飛船，因為太空中無空氣，可以不用流線型了，也不用機翼。而且為了降低質量，外殼也僅僅保護最核心的生活區和動力區。不進入大氣層的飛船，首先要考慮動力系統。
凡是使用反作用力的飛船，都必須有一個飛船主軸。飛船將燃料燃燒後沿著主軸反方向拋離飛船，而飛船獲得一個 主軸正方向的反作用力。這種飛船一般會沿著主軸建立一個對稱型船體，並保證主軸各角度 負載（質量）均衡。不然 發動機一出力，飛船就要轉圈圈了。例如，下圖「2001太空漫遊」 飛向土星的飛船
用太陽帆的飛船 要儘可能減少重量，在影視作品中 似乎只有星戰前傳 下圖
有些科幻作品中的飛船，不使用反作用力，而使用反引力 或者其他莫名其妙的力來加速減速。那就可以不需要以飛船主軸做對稱設計了。
其次，考慮到有些航線隕石較多，圓錐型或者近似圓錐型的飛船是可以降低衝撞率的。另外也經常用金屬、水箱、或者能量罩之類用來抵禦黑子爆發輻射。下圖是太陽浩劫中的飛船 為了接近太陽，頂部有個巨大的防護罩，
再次，要考慮 長期飛行為了肌肉不萎縮需要人造重力，需要建造以飛船主軸為軸心 的圓環型離心倉體。例如
最後要考慮太陽能板的展開。。。
可以，只要推力夠，板磚上宇宙。不過最好還是個球，轉向方便。
@高見大大分享了超級全武裝形態鐵球，很異客塞停，但是,還不夠高達。沒有NT和精神感應裝置，就是不夠異客塞停！！
以上是《湯尼岳崎的鋼彈漫畫 》，他做了各種魔改模型，還在紙質漫畫還原了賽璐珞風格，是高達和機器人動畫的真愛啊。
按需求來：是否直接進出大氣？是否用離心力製造重力？是否要承受較大的加速度？是否經過太空中較惡劣的環境（強輻射區，慧尾，小行星帶等等）如果沒有特殊需求，形狀並不是很重要。
當然是圓盤型啊
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