離子推進(jìn)器

可行性：數(shù)年后或?qū)?shí)現(xiàn)。

傳統(tǒng)的火箭是通過(guò)尾部噴出高速的氣體實(shí)現(xiàn)向前推進(jìn)的。離子推進(jìn)器也是采用同樣的噴氣式原理，但是它并不是采用燃料燃燒而排出熾熱的氣體，它所噴出的是一束帶電粒子或是離子。它所提供的推動(dòng)力或許相對(duì)較弱，但關(guān)鍵的是這種離子推進(jìn)器所需要的燃料要比普通火箭少得多。只要離子推進(jìn)器能夠長(zhǎng)期保持性能穩(wěn)定，它最終將能夠把太空飛船加速到更高的速度。

相關(guān)技術(shù)目前已經(jīng)應(yīng)用到一些太空飛船上，比如日本的“隼鳥(niǎo)”太空探測(cè)器和歐洲的“智能1號(hào)”太空船等，而且技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步。未來(lái)最有希望成為更遠(yuǎn)外太空旅行飛船推進(jìn)器的可能就是VASIMR等離子火箭。這種火箭與一般的離子推進(jìn)器稍有不同。普通的離子推進(jìn)器是利用強(qiáng)大的電磁場(chǎng)來(lái)加速離子體，而VASIMR等離子火箭則是利用射頻發(fā)生器將離子加熱到100萬(wàn)攝氏度。在強(qiáng)大的磁場(chǎng)中，離子以固定的頻率旋轉(zhuǎn)，將射頻發(fā)生器調(diào)諧到這個(gè)頻率，給離子注入特強(qiáng)的能量，并不斷增加推進(jìn)力。試驗(yàn)初步證明，如果一切順利，VASIMR等離子火箭將能夠推動(dòng)載人飛船在39天內(nèi)到達(dá)火星。

核子脈沖推進(jìn)器

可行性：非常有可能實(shí)現(xiàn)，但危險(xiǎn)性很大。

在這十項(xiàng)技術(shù)中，在普通人看來(lái)，最危險(xiǎn)、最不計(jì)后果的一項(xiàng)應(yīng)該是核子脈沖推進(jìn)技術(shù)。核子脈沖推進(jìn)技術(shù)的基本思想就是，在推進(jìn)火箭的尾部定期扔出一個(gè)核彈，用作推動(dòng)力的來(lái)源。這個(gè)匪夷所思的想法，卻恰恰是美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃署提出的。高級(jí)研究計(jì)劃署的這項(xiàng)研究計(jì)劃代號(hào)為“獵戶(hù)座計(jì)劃”，是1955年美國(guó)實(shí)實(shí)在在考慮過(guò)的一項(xiàng)計(jì)劃。計(jì)劃的目標(biāo)是研究一種適合快速星際旅行的推進(jìn)方案。在高級(jí)研究計(jì)劃署最終拿出的方案中，推進(jìn)火箭被設(shè)計(jì)成一個(gè)巨大的減震器，而且還有厚重的輻射屏蔽用于保護(hù)乘客的安全。

這個(gè)方案看起來(lái)可行，但它可能會(huì)對(duì)大氣層造成嚴(yán)重的輻射問(wèn)題。因此，到20世紀(jì)60年代該計(jì)劃最終未能真正實(shí)施。盡管存在許多擔(dān)憂(yōu)，仍然有人在繼續(xù)研究核子脈沖推進(jìn)技術(shù)。理論上講，核彈動(dòng)力飛船速度可以達(dá)到10%的光速。以這樣的速度到達(dá)最近的恒星可能需要40年。

核聚變動(dòng)力火箭

可行性：有可能，但最少要數(shù)十年之后。

依靠核動(dòng)力的太空飛行技術(shù)并不是只有核子脈沖推進(jìn)器，還有其他的核能利用方式。比如，在火箭上安裝一個(gè)裂變反應(yīng)堆，利用裂變反應(yīng)堆提供熱量噴射氣體，從而產(chǎn)生推動(dòng)力。不過(guò)，這種核裂變動(dòng)力火箭與核聚變動(dòng)力火箭相比，仍有很大的差距。

在核聚變反應(yīng)中，核子被迫進(jìn)行聚合從而產(chǎn)生巨大的能量。大多數(shù)的聚變反應(yīng)堆都是利用托卡馬克裝置將燃料限制在一個(gè)磁場(chǎng)之中來(lái)驅(qū)動(dòng)聚變反應(yīng)的。但是，托卡馬克裝置太重，并不適合用于火箭之上。因此，核聚變動(dòng)力火箭必須要采用另一種觸發(fā)聚變的方法，即慣性約束核聚變。這種設(shè)計(jì)以高能光束(通常是激光)來(lái)代替托卡馬克裝置中的磁常當(dāng)聚變反應(yīng)發(fā)生后，磁場(chǎng)再引導(dǎo)熾熱離子噴向火箭尾部，實(shí)現(xiàn)核聚變火箭的推進(jìn)力。

布薩德噴氣式引擎

可行性：存在巨大技術(shù)挑戰(zhàn)。

所有推進(jìn)火箭，包括上述的核聚變動(dòng)力火箭，都存在一個(gè)相同的關(guān)鍵難題。為了實(shí)現(xiàn)更快、更遠(yuǎn)的目標(biāo)，火箭上必須要攜帶更多的燃料，更多的燃料必然會(huì)增加火箭的重量，進(jìn)而會(huì)減小推進(jìn)力。如果想實(shí)現(xiàn)星際間旅行，就必須要避免這種情況。于是，1960年，物理學(xué)家羅伯特-布薩德提出了一種噴氣式引擎，布薩德噴氣式引擎或許可以解決這一難題。

布薩德噴氣式引擎原理和上述核聚變動(dòng)力火箭一樣，但是它并不需要攜帶足夠的核燃料。它首先是將周?chē)罩械臍湮镔|(zhì)進(jìn)行電離后，然后利用強(qiáng)大的磁場(chǎng)吸收這些氫離子作為燃料。雖然布薩德噴氣式引擎方案沒(méi)有上述核聚變動(dòng)力火箭中的反應(yīng)堆問(wèn)題，但是它所面臨的問(wèn)題是磁場(chǎng)大小的問(wèn)題。由于星際空間中氫物質(zhì)很少，因此它的磁場(chǎng)必須要足夠大才可行，甚至要延伸到數(shù)千公里之外。除非是發(fā)射前進(jìn)行精密的計(jì)算，設(shè)計(jì)出飛船飛行的精確軌道，這樣就不用攜帶多余的燃料，也不再需要巨大的磁常不過(guò)這種想法又出現(xiàn)一個(gè)弊端，那就是飛船必須要按既定軌道飛行，不得偏離，而且從其他星球返程則變得更加困難。

太陽(yáng)帆推進(jìn)技術(shù)

可行性：完全有可能，但適應(yīng)空間有限。

這是另一項(xiàng)不需要攜帶足夠燃料的技術(shù)，因而理論上講也可達(dá)到極高的速度，不過(guò)它往往需要一個(gè)時(shí)間過(guò)程才可完成這一目標(biāo)。與傳統(tǒng)的利用風(fēng)力進(jìn)行航行的帆船相比，太陽(yáng)帆是從太陽(yáng)光線(xiàn)中吸取能量。目前，太陽(yáng)帆推進(jìn)技術(shù)已在地球的真空室內(nèi)取得試驗(yàn)成功。然而，在太空軌道上實(shí)施相關(guān)試驗(yàn)則以不幸而告終。比如，2005年，世界上最大的業(yè)余太空科學(xué)組織美國(guó)行星協(xié)會(huì)研制了一艘名為“宇宙1號(hào)”的太空飛船，它的太陽(yáng)帆運(yùn)載火箭因故障而墜毀。

盡管在技術(shù)的萌芽階段出現(xiàn)許多問(wèn)題，但是太陽(yáng)帆仍然是一個(gè)非常有希望的未來(lái)太空技術(shù)。至少它可以保證在太陽(yáng)系內(nèi)飛行，太陽(yáng)的光線(xiàn)可以為它提供最強(qiáng)大的推進(jìn)力。將來(lái)，人類(lèi)將可能會(huì)主要利用太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)星際間旅行。

磁場(chǎng)帆推進(jìn)技術(shù)

可行性：只適合相對(duì)較近距離太空旅行，如太陽(yáng)系內(nèi)。

與太陽(yáng)帆不同的是，磁場(chǎng)帆是由太陽(yáng)風(fēng)提供推動(dòng)力，而不是由光線(xiàn)提供推動(dòng)力。太陽(yáng)風(fēng)是一種擁有自己磁場(chǎng)的帶電粒子流?？茖W(xué)家提出，在太空飛船周?chē)圃煲粋€(gè)與太陽(yáng)風(fēng)磁場(chǎng)相排斥的磁場(chǎng)，這樣就可利用磁場(chǎng)的排斥力推動(dòng)太空飛船飛行。與此相近的相關(guān)技術(shù)還有“太空蛛網(wǎng)”技術(shù)，這種技術(shù)就是在太空飛船周?chē)由斐鲆粋€(gè)帶正電的電網(wǎng)，這樣的電網(wǎng)可以與太陽(yáng)風(fēng)中的大量的陽(yáng)離子相排斥，從而獲得推進(jìn)力。

不管是磁場(chǎng)帆，還是“太空蛛網(wǎng)”技術(shù)，都是在利用磁場(chǎng)進(jìn)行“沖浪”，磁場(chǎng)力使得太空船能夠改變軌道，甚至駛離行星際空間。然而，太陽(yáng)帆和磁場(chǎng)帆都不適合恒星間旅行。當(dāng)它們遠(yuǎn)離太陽(yáng)時(shí)，光線(xiàn)和太陽(yáng)風(fēng)的強(qiáng)度都急劇下降。因此，在太陽(yáng)系外，它們沒(méi)有足夠的動(dòng)力駛往其它恒星。

激光動(dòng)力推進(jìn)器

可行性：存在極大的技術(shù)挑戰(zhàn)。

既然太陽(yáng)不足以推動(dòng)恒星際太空飛船，于是有科學(xué)家提出了激光動(dòng)力推進(jìn)器技術(shù)，利用一束強(qiáng)大的激光將飛船推向太空，其中一項(xiàng)技術(shù)就是“激光燒蝕”技術(shù)。所謂的“激光燒蝕”就是利用強(qiáng)大的激光來(lái)燒蝕飛船尾部的特殊金屬，金屬逐漸蒸發(fā)形成蒸汽從而提供推進(jìn)力。另一種相似的技術(shù)就是由物理學(xué)家和科幻小說(shuō)家格里高利-本福德所提出的太陽(yáng)帆技術(shù)，就是在太空飛船上安裝一種太陽(yáng)帆，太陽(yáng)帆上涂有一層特殊的油漆。從地面之上發(fā)送微波束，微波束“燃燒”特殊油漆中的分子從而產(chǎn)生推進(jìn)力。這種技術(shù)或許將使得行星際間旅行更快。

激光動(dòng)力推進(jìn)技術(shù)也存在許多重大挑戰(zhàn)。首先，激光束必須要精確聚焦于飛船之下，即使距離再遠(yuǎn)，激光束都不能有絲毫誤差。否則，飛船會(huì)因?yàn)榈貌坏阶銐虻哪芰慷鴫嫐?。其次，激光束生成設(shè)施的功率必須要超級(jí)強(qiáng)大。在某種情況下，它所需要的能量可能會(huì)比人類(lèi)目前所有的能量輸出還要大得多。

時(shí)空扭曲技術(shù)

可行性：不太可能。

1994年，威爾士大學(xué)物理學(xué)家米古爾-阿爾庫(kù)比列提出了星際物質(zhì)利用技術(shù)。在這種設(shè)想中，飛船推進(jìn)力主要由一種至今未被發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)--“外星”物質(zhì)提供。這是一種粒子，具有負(fù)質(zhì)量和負(fù)壓力。它可以扭曲時(shí)空，從而使飛船快速接近前方的空間，而后方的空間在不斷擴(kuò)張。飛船就好像處于一個(gè)不斷膨脹的泡泡中，可以飛得比光速快，而且不會(huì)違背相對(duì)論的原理。

然而，阿爾庫(kù)比列的技術(shù)思想存在許多問(wèn)題。首先，為了維持這種時(shí)空扭曲，需要巨大的能量，這種能量或許會(huì)比整個(gè)宇宙的全部能量都要大。其次，這種驅(qū)動(dòng)器可能會(huì)釋放出大量的輻射物，嚴(yán)重威脅飛船乘客的生命安全。此外，關(guān)于這種外星物質(zhì)是否存在，至今未有定論。因此，從物理學(xué)上講，很難實(shí)現(xiàn)這種扭曲的泡泡。

蟲(chóng)洞利用技術(shù)

可行性：完全不可能。

既然有人可以想到時(shí)空扭曲，于是就有其他科學(xué)家想到了時(shí)空隧道。他們認(rèn)為，或許利用蟲(chóng)洞可以實(shí)現(xiàn)這一想法。蟲(chóng)洞的概念是由美國(guó)著名物理學(xué)家約翰-威勒爾提出的，意思是宇宙中可能存在的連接兩個(gè)不同時(shí)空的狹窄隧道。關(guān)鍵的問(wèn)題是，蟲(chóng)洞確實(shí)存在嗎？如果存在，我們是否能夠穿越它們？然而，這些問(wèn)題至今沒(méi)有答案?？赡芘c上述的未知外星物質(zhì)一樣，蟲(chóng)洞并不存在。

20世紀(jì)90年代，物理學(xué)家塞爾古-科拉斯尼科夫又提出了另一種蟲(chóng)洞概念。然而，所有這些蟲(chóng)洞理論都不能提供蟲(chóng)洞確切存在的證據(jù)，更無(wú)法提出一種切實(shí)可行的時(shí)空穿梭方法。如果科學(xué)家們能夠找到答案的話(huà)，那么太空飛船的速度將不僅僅是光速的概念。

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