星际|星际旅行的梦想能实现吗？科学家：“太难( 二 ) 飞船|旅行|光速|太空

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"代达罗斯"号星际飞船艺术概念图1998年，兰迪斯的一项星际旅行设想获得美国宇航局"创新先进概念"计划（NIAC）的资助。 NIAC计划将目光聚焦于一个很难在几十年内成为现实的超前太空探索想法。兰迪斯建议利用激光推进装有光帆的飞船。他的设想基于1984年物理学家罗伯特福沃德阐述的想法。随后，这一设想又被"突破摄星"计划看中。 2016年， "突破摄星"项目组宣布希望向半人马座α星派遣迷你飞船。兰迪斯表示他的想法虽然行得通，但如果不能制造出微型飞船，便无法在短时间内抵达半人马座α星。他在接受太空网采访时说："我们的唯一选择就是派遣微型探测器。探测器的尺寸越小，速度越快，如此才有可能在几十年内抵达这个距我们最近的恒星系统。 "NIAC继续资助星际旅行研究。 2017年，加州莫哈韦太空研究所的海蒂费尔恩获得NIAC计划的第一阶段奖金。费尔恩研究的星际飞船推进系统可能利用所谓的"马赫效应" 。马赫效应阐述了物体的静止质量在加速状态下如何发生改变，以及内部能量的变化。

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伊卡洛斯协会的概念星际飞船
其它星际旅行设想当然，激光推进并非星际旅行的唯一选择。 1958年，通用原子公司的特德泰勒和普林斯顿大学物理学家弗里曼戴森参与了猎户座项目，研究如何利用核弹爆炸推进飞船。兰迪斯指出猎户座计划设想的星际旅行需要30万到3000万颗氢弹。 "这将是一艘非常可怕的飞船。 "不过，核动力推进仍旧是一项流行的太空旅行思想实验。上世纪50年代，宇航局与美国原子能委员会合作实施NERVA（核动力火箭发动机应用）计划，将核裂变作为探索太阳系的动力之源。该领域的研究仍在继续。上周，宇航局和美国能源部国家核安全管理局公布了Kilopower斯特林技术反应堆（KRUSTY）的测试结果。他们的系统表明核裂变可用于前往太阳系的目的地，例如月球或者火星。

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伊卡洛斯协会的概念星际飞船
另一个选择是核聚变。 2012年的一项NIAC提议将目光聚焦核聚变火箭，用于快速前往火星或者其它星球。这项提议由华盛顿大学的约翰斯隆提出。上世纪70年代，英国行星际协会也将目光投向核聚变，实施了"代达罗斯计划" 。在这项计划的基础上，伊卡洛斯星际旅行协会继续进行研究。伊卡洛斯的目标是，在2100年前设计出一艘采用核聚变技术的星际飞船。问题是，当前的核聚变反应堆效率低下，消耗超出产出。前伊卡洛斯协会主席理查德奥伯塞在接受太空网采访时表示："我们至少能够制造热核弹，聚变反应堆技术也不断取得进步。如果齐心协力，我们有望在几十年后让这个梦想成为现实。 "

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反物质火箭星际探索系统（VARIES）艺术概念图
其它可能性包括离子推进系统和核电推进器，前者利用电加速离子，例如"黎明"号飞船，后者虽然推进力很少，但燃效更高。为了提高飞行速度，科学家提议打造反物质发动机，利用反物质与正常物质之间的交互，推动飞船高速飞行。不过，这项提议面临巨大挑战：不仅要产生大量反物质，同时还要确保在需要的时候产生爆炸。如何获取反物质至今仍是一个未知数。一旦反物质与物质相遇，二者相互湮灭，同时释放巨大能量。除了上述超前方式，我们也可以利用化学燃料火箭这种传统手段。当前的火箭主要利用液态氧和液态氢作为燃料，将航天器送入太空。如果能够产生足够的推进力，飞船的速度可以达到光速的10% 。虽然按照宇宙的标准，这个速度并不算快，但也足以让我们做星际旅行。奥伯塞指出单级火箭进行光速飞行所需的质量超过已知宇宙的质量总和。 "虽然多级设计能够缓解这个问题，但你由此得知，利用化学燃料火箭来做光速飞行是一个不切实际的选择。 "