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開普勒-452b是至今為止人們發(fā)現(xiàn)的最接近地球的星球，有可能擁有大氣層和流動的水，但送人類到那里的太空旅行，其難度遠遠“難于上青天”，特別是高昂的費用正阻礙著太空旅行的商業(yè)進程和科研進程，讓人們望太空而興嘆。

除了經(jīng)費問題外，新的載人航天器發(fā)射方式需要解決的另一個重要問題是：太空中雖然沒有發(fā)射時的逃逸速度這樣一個硬指標(biāo)，但它的廣闊對推進系統(tǒng)的要求更高。

傳統(tǒng)的化學(xué)火箭可能需要用大約7萬年的時間才能到達最近的恒星，比如，于1977年發(fā)射的兩架“旅行者”號宇宙飛船就是在把物體送入深層太空方面創(chuàng)造了世界紀(jì)錄。目前，它們已經(jīng)飛出了170億公里的距離，但這僅僅是到恒星距離的很小一部分。

為了增加星際飛船的速度，科學(xué)家殫精竭慮，提出了一些充滿創(chuàng)意的設(shè)計方案和推進系統(tǒng)。

太陽帆的原理是：盡管光沒有質(zhì)量，但是它有動量，因此可以施加壓力。來自太陽的光壓非常小，小到用手都無法感覺到，但是，如果有足夠大的帆，我們又有足夠的時間等待，它就能驅(qū)動星際飛船。要知道，太空中的太陽光強度是地球上太陽光的8倍。

想象一個巨大的太陽帆，它由極薄的但有彈性的塑料制成，寬度達數(shù)公里，直接在外層空間修建。一旦組裝起來，它會慢慢地圍繞太陽旋轉(zhuǎn)，獲得越來越多的動量。繞太陽旋轉(zhuǎn)幾年之后，它就旋轉(zhuǎn)脫離太陽系，到達下一個恒星系?？茖W(xué)家預(yù)測，這樣一個太陽帆能使飛船的速度達到光速的0.1%（每秒300公里），在400年后就能到達最近的恒星。

為了縮短抵達恒星的必要時間，我們甚至可以給太陽帆增加推進器。一種可能性是在月球上放置一組大型激光裝置。激光束射到帆上，在帆朝著恒星飛行時增加帆的動量。

由太陽帆驅(qū)動的宇宙飛船，面臨的一個問題是很難停止和轉(zhuǎn)向，因為光是從太陽向外運動的。一種可能性是使太陽帆的飛行方向倒過來，利用目標(biāo)恒星的光壓讓飛船減速。另一種可能性是圍繞遠距離恒星飛行，利用該恒星的引力在返回途中產(chǎn)生彈弓效應(yīng)。還有一種可能性是在衛(wèi)星上降落，建造激光電池，然后背對恒星光和衛(wèi)星激光束飛行。但無論哪一種，都會使它的控制顯得笨拙而遲鈍。

但這并不是一個空想。2010年，日本太空開發(fā)署成功發(fā)射了“伊卡洛斯”號太陽帆，這是利用太陽帆技術(shù)在星際空間發(fā)射的第一艘宇宙飛船，該帆呈正方形，對角線長約20米，利用太陽帆推進系統(tǒng)向金星飛行。日本人希望，最終能夠利用太陽帆推進系統(tǒng)向木星發(fā)射另一艘飛船。

和許多科幻作品一樣，科學(xué)家也考慮過用核能驅(qū)動星際飛船。只是在上世紀(jì)五六十年代的一系列試驗中，有關(guān)核火箭的構(gòu)思基本都以失敗而告終，因為它們太不穩(wěn)定，太復(fù)雜，以至于無法處理。而且，普通的聚變反應(yīng)堆不能產(chǎn)生驅(qū)動星際飛船的能量。一座典型的核電廠的發(fā)電量約為10億瓦，這樣的能量不足以抵達恒星。

有科學(xué)家因此提議采用原子彈和氫彈而非反應(yīng)堆為星際飛船提供動力。比如大名鼎鼎的“獵戶座計劃”提出的火箭是由原子彈爆炸所產(chǎn)生的一連串核沖擊波推進的。星際飛船可以從其后面丟下許多原子彈，產(chǎn)生一系列強大的X射線沖擊波，然后沖擊波會推動星際飛船向前飛行。這是一個一舉兩得的計劃，既可以幫助人類探索外太空，又可以借機消耗掉地球上那些危險的武器。有物理學(xué)家估計，一艘重達800萬噸的飛船開展一次太陽系內(nèi)的航行，大約需要1000顆氫彈提供動力，這是個相當(dāng)劃算的數(shù)字。

只是后來出臺的《全面禁止核試驗條約》扼殺了“獵戶座計劃”，該條約禁止實行核武器的地面實驗。沒有了實驗，物理學(xué)家無法對項目的設(shè)計進行改進，于是只能黯然終止。

美國物理學(xué)家羅伯特·巴薩德提出了另一個核火箭建議，他把聚變發(fā)動機想象成類似普通的噴氣式發(fā)動機，沖壓噴氣式發(fā)動機吸取前面的空氣，然后與燃料進行內(nèi)部混合。點燃空氣和燃料混合物后，沖壓噴氣式發(fā)動機內(nèi)產(chǎn)生化學(xué)爆炸，形成推力。他設(shè)想著把相同的基本原理應(yīng)用于聚變發(fā)動機上。

沖壓噴氣式聚變發(fā)動機不吸取空氣，而吸取星際空間到處可見的氫氣。氫氣被電場和磁場擠壓、加熱，直到氫氣融合成氦，這個過程釋放大量的能量，引發(fā)爆炸，然后產(chǎn)生推力。由于外太空在理論上存在取之不盡的氫氣，因此，我們可以想象得到，沖壓噴氣式聚變發(fā)動機能夠永久運行。

只是，沖壓噴氣式聚變發(fā)動機還面臨著一些問題。比如，由于質(zhì)子主要存在于星際太空中，所以聚變發(fā)動機必須燃燒純氫氣，產(chǎn)生的能量也會隨之削弱不少。要知道，融合氫氣的方法很多。在地球上，最好的方法是融合可以產(chǎn)生大量能量的氘和氚?？墒强茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)外太空中的氫是單個質(zhì)子，因此，沖壓噴氣式聚變發(fā)動機只能用質(zhì)子融合質(zhì)子，其產(chǎn)生的能量不如融合氘和氚所產(chǎn)生的能量多。

而更重要的問題是制動和轉(zhuǎn)向。當(dāng)沖壓噴氣式聚變發(fā)動機一路加速時，它必須受到足夠強大的拖曳力，以防其加速至接近光速。這個拖曳力是由星際飛船在經(jīng)過氫原子場時所遇到的阻力形成的。目前，在我們更好地掌握聚變過程以及太空離子的牽制效應(yīng)之前，沖壓噴氣式聚變發(fā)動機仍然沒有定論。不過，如果能解決這些工程設(shè)計問題，或許它的問世指日可待。

另一個可能性是利用宇宙中最強大的能源——反物質(zhì)為飛船提供動力。反物質(zhì)即物質(zhì)的對立面，帶有反電荷。反物質(zhì)與普通物質(zhì)接觸后就會毀滅，據(jù)測算，一茶匙反物質(zhì)所具有的能量足以摧毀整個紐約市區(qū)。

原則上，反物質(zhì)可以用作星際飛船火箭的理想燃料?？茖W(xué)家估計，4毫克反物質(zhì)可以把人類送上火星，100克反物質(zhì)或許就足夠把人類送上最近的恒星。在相同重量條件下，反物質(zhì)釋放的能量是火箭燃料的10億倍。這樣一看，反物質(zhì)發(fā)動機似乎很簡單：我們只要把一些反物質(zhì)粒子穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)?shù)胤湃牖鸺紵?，反物質(zhì)與普通物質(zhì)結(jié)合，就會發(fā)生巨大的爆炸；然后，爆炸氣體從燃燒室一端噴出，形成推力。

但實際上，我們的夢想還很遙遠。到目前為止，物理學(xué)家已經(jīng)能夠制造反電子、反質(zhì)子和反氫原子，其中反電子圍繞反質(zhì)子旋轉(zhuǎn)?？墒?，資金問題再次站到了我們面前。已知唯一的生產(chǎn)大量穩(wěn)定反物質(zhì)的方法是利用類似于粒子加速器的原子擊破器，這些設(shè)備極其昂貴，而且只能生產(chǎn)小量的反物質(zhì)。比如，2004年，歐洲核子研究組織的原子擊破器以2000萬美元的代價僅生產(chǎn)出了幾萬億分之一克的反物質(zhì)。按照這樣的速度，要生產(chǎn)出為星際飛船提供動力的反物質(zhì)?？赡芤谋M地球的全部資金。

另一種可能性是在外層太空中尋找一顆反物質(zhì)隕星，從而為星際飛船提供足夠的能量。如果能在太空找到大量反物質(zhì)，那么我們就能設(shè)想采用大型電磁網(wǎng)收集反物質(zhì)，用來做我們探索更遠地區(qū)的燃料。

提起星際飛船，我們會直觀地想到一個充滿了最新高科技的、巨大的、酷炫的飛行器形象?？墒窃诳苹眯≌f《三體》中，維德的那句“只送大腦”卻為我們指出了另外一條道路：也許，我們并不需要在飛船上搭載那么多東西，自然也不需要做出那么大的飛船。

一種可能性是利用納米技術(shù)制造一艘小型星際飛船，它也許不比一個針頭大，甚至更小。理論上，星際飛船的基本功能是有可能被納米技術(shù)小型化的，這樣，我們就可以把數(shù)以百萬計的微型納米飛船送上附近的行星，不過只有其中的一小部分能真正抵達恒星?！┧鼈兊竭_附近的恒星，它們就會建造一個工廠，無限制地自我復(fù)制。

有科學(xué)家認(rèn)為，在探索方面，小型納米飛船并不比專業(yè)宇航員遜色。小而強大的納米級設(shè)備運輸簡便，很容易被送到與我們相鄰的恒星和衛(wèi)星大氣層的表面或表面之下，以至進入大氣層……我們甚至可以推斷出進行星際探索的可能性。

納米飛船的另一個優(yōu)勢是，只要非常少的燃料就能把它們送入太空。以令人難以置信的速度把微型物體送入太空相對容易，不需要使用大型助推火箭就能達到足夠的逃逸速度。實際上，利用普通的電場就能很容易地以接近光速的速度發(fā)射亞原子粒子。

100年后，可能我們已經(jīng)把宇航員送上火星和小行星帶，也完成了對木星衛(wèi)星的探測，開始把探測器送到其他恒星系中。距離真正意義上的恒星級星際航行，又大大邁進了一步。但不管是你還是我，在那時或許都已經(jīng)不存在了，至于離開地球，太空移民，那更是遙遙無期。

我們現(xiàn)在談?wù)撔请H探索，似乎只是談?wù)撝粋€夢，一個讓我們跳出現(xiàn)實生活，看得更遠的夢，但就像NASA發(fā)言人在回答記者提問時所說的：“在發(fā)現(xiàn)了地球的孿生星球后，我們想到的第一步總是找到答案，看看我們是否孤單。雖然我們也許不可能去這些行星旅行，但我們的后代子孫會去?！?/p>

所以，也許好奇與期待，才是科學(xué)賦予我們的最美好的人生意義?。▉碓矗候蝌轿寰€譜 責(zé)任編輯/余風(fēng)）