未来星际旅行的十条途径（二）（图）

<strong>星际冲压发动机</strong> <p>　　所有的火箭，包括核聚变火箭，都有相同的根本问题。为了获得更高的加速度，就必须携带更多的燃料，这就会使得飞船变得越来越重，最终又减缓了加速。因此，如果你真想进行星际旅行，就应该避免携带任何燃料。</p><p>　　1960年物理学家罗伯特·巴萨德（Robert Bussard）提出的星际冲压发动机就能干净地解决这个问题。它是一个如上文所述的核聚变火箭，但它并不携带核燃料，而是通过电离周围宇宙空间中的氢，并且使用“电磁网”将它们吸入飞船做为燃料。</p><p align="center"> </p><p align="center">[图片说明]：星际冲压发动机。版权：NASA/MSFC。</p><p align="left">    星际冲压发动机的问题并不是前面提到的没有可运转的核聚变反应器，而是其所需电磁网的大小。由于星际空间中氢的数量非常少，于是这张电磁网必须要有数百甚至上千千米宽。</p><p>　　一种办法是从地球向星际冲压发动机将要经过的路线发射其所需的燃料，由此飞船就可以不必使用巨大的电磁网。但这就意味着飞船必须按照预先设定的路线飞行，同时这也使得往返其他恒星的旅行变得极为困难。</p><p>　　前景：巨大的技术挑战。</p><p>　　<strong>太阳帆</strong></p><p>　　这是解决燃料携带问题并且达到超高速的另一技术，但代价是时间。</p><p>　　就如借助地球大气层中风能的风帆，太阳帆汲取的是太阳光中的能量。太阳帆已经在地球上的真空室中成功地进行了测试，但轨道测试却屡遭不幸。</p><p>　　2005年，“宇宙”1号发射失败。另一个“纳米帆-D”也因火箭发射失败而告终。</p><p align="center"> </p><p align="center">[图片说明]：太阳帆。版权：Rick Sternbach/Planetary Society。</p><p align="left">    虽然有这些问题，但太阳帆仍然是非常有前景的技术——至少在太阳系内如此，因为其中阳光的光压最大。但是由于重量问题，对于载人星际旅行来说太阳帆还是不行。</p><p>　　前景：完全可能，但有局限。</p><p>　　<strong>磁帆</strong></p><p>　　作为太阳帆的一个“变种”，磁帆由太阳风推动，而非太阳光。</p><p>　　太阳风是自身具有磁场的一股带电粒子流。其想法是，在飞船周围包裹上一层和太阳风极性相反的磁场，通过磁场间的排斥作用飞出太阳系。</p><p>　　另一种变体则是“空间蛛网”，它使用从飞船延伸出的带正电的导线来排斥太阳风中的正离子。</p><p align="center"> 　</p><p align="center">[图片说明]：“空间蛛网”。版权：Allt om vetenskap/alltomvetenskap.se。</p><p align="left">    磁帆或者类似的技术还可以利用行星的磁场来改变自身的轨道，甚至飞跃行星际空间。</p><p>　　然而，就自身而言，太阳帆和磁帆都不适合星际旅行。当它们逐渐远离太阳的时候，阳光和太阳风的强度就会迅速下降。结果是它们无法达到飞往其他恒星所需的速度。</p><p>　　前景：仅适用太阳系旅行。</p><p>　　<strong>能量束推进</strong></p><p>　　如果太阳无法提供足够的能量来推动星际飞船达到高速，那么也许我们可以通过向飞船发射能量束来做到这一点。</p><p>　　这一技术就是激光烧蚀，即通过从地面上发射出的强激光来使得飞船上的一块金属板逐渐蒸发产生推力。</p><p>　　类似地，物理学家和科幻小说家格雷戈里·本福德（Gregory Benford）及其兄弟詹姆斯·本福德（James Benford）提出为飞船装配涂有特质涂料的太阳帆。从地球上发出的微波可以灼烧这些涂料产生推力。这可以加快行星际旅行的速度。</p><p>　　另一种则是使用磁化等离子束推进，它可以加速磁帆。</p><p>　　当进行星际旅行的时候，最好的办法可能是使用激光来推动光帆。罗伯特·福沃德（Robert Forward）在1984年的一篇论文中首次提出了这一构想。</p><p>　　能量束推进也面临着严重的挑战。能量束必须在远距离上精确的瞄准目标，飞船必须要能极为高效地利用输入的能量，产生能量束的装置必须非常强大——在某些情况下其所需的能量甚至超过了目前人类的总能量输出。</p><p>　　前景：极具挑战。</p><p align="right">（来源：科学松鼠会）</p><br />