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第八十一章 奢侈的消费（第1页）

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太空旅行并非是指太阳系各行星之间的旅行，而是到太阳系以外的行星即非太阳的其他恒星的行星上旅行。为什么要进行太空旅行呢这是讨论太空旅行时必须涉及的一个问题。理由之一或许是我们所在的行星地球的资源终将耗尽。

另一个理由是既然太阳系以外也有行星，或许还有生命存在，那么我们有什么理由不去呢人类自古以来一直充满好奇心，科幻作品长久不衰就是一个明证。

为了前往其他的恒星行星系统，我们必须克服种种大障碍科学的、社会的和经济的。nasa和美国国防部研发机构迄今已向科幻色彩浓烈的“百年星舰”项目拨款50万美元，该项目的终极目的是在100年内实现太空旅行。尽管这个目标来过于乐观，但也反映了科学家对太空旅行充满渴望。2011年10月，美国举行了“百年星舰研讨会”，到会者包括著名天文学家和科幻作家。这次研讨会的目的是辨识太空旅行所面临的难题和可能的解决办法。

太空旅行的确令人望而生畏。如果把地球与月球之间的距离假定为20米，那么地球与太阳之外的最近一颗恒星半人马座阿尔法星之间的距离，就是地球与月球之间的实际距离3844万千米。

经过几千年时间，人类从每小时4千米的“溜达”速度提高到了在“阿波罗号”登月飞船上的速度每小时40000千米。但是，要想在几十年之内到达半人马座阿尔法星的话，“阿波罗号”飞船的速度得再提高10000倍，也就是接近光速。事实上，为了实现太空旅行，我们不只需要飞得更快，而且需要更迅速地实现飞得更快。尽管面临这一切似不可战胜的难关，但科学家相信去太阳系以外的行星旅行有朝一日一定能够实现。下面，我们就来太空旅行的五大步骤。步骤一建造星际飞船

对于太空旅行来说，今天的火箭所能达到的速度简直就是蜗牛速度。星际飞船需要强大的新的推进方式。热核火箭

飞船必须有燃料才有推进力，飞船速度的增加取决于燃料的呈级数增加。如果要达到排气喷管气体速度的3倍，所需燃料就是火箭其余部分重量所谓“干重”的20倍。说实话，氢和氧的化学燃烧实在是太慢了。使用裂变反应芯的热核火箭能让大型载人飞船在太阳系内旅行，前提是飞船能采集、利用其他地方例如气态巨行星的资源氢是气态巨行星大气层的主要组分之一。早在冷战时期，苏联和美国就开始研发热核火箭。事实上，要想尽快实现太阳系各行星之间的载人旅行，热核火箭是最佳运载工具。然而，要想实现太空旅行，则需要驱动太阳的那种核反应聚变。1978年，英国一项名为“代达罗斯”代达罗斯是古代建筑师和雕刻家，曾为克里特国王建造迷宫的星舰概念项目提议，利用“惰性聚变”驱动火箭。

也就是用激光从各个方向压缩氢同位素小丸，直到压缩成很小的体积；压力增大到足以产生氢核熔合反应，释放能量，热质从排气喷管以超高速喷出。利用热核火箭能把我们送往附近的恒星，但飞行时间仍需几百年，更何况首先得在地球上实现核聚变，而这一点至今也未能做到。更长远地，我们可能要发展出物质反物质火箭。当反物质与常态物质反应时，它们会互相湮灭，产生的能量是聚变反应的300倍。但问题是，我们迄今未能研发出制造大量反物质的技术。

曲速引擎在美国著名科幻片星际迷航中，曲速引擎带领人类在星系内超光速穿梭。超光速旅行真有可能吗根据因斯坦的广义相对论，如果拥有负质量，超光速就并非不可能。有了负质量，就能扭曲时空形状，从而允许在极其遥远的位置之间的运输。

拥有负质量的东西包括物体和空间的行为极为怪异，可以使引力场不复存在或者不会对物体或空间造成影响。虽然我们都没见过拥有负质量的东西，但量子力学允许这样的东西存在。理论物理学界对负质量是否可用于太空旅行一直存有争议，原因是扭曲时空所需要的能量大得实在令人难以置信，远远超过从一颗恒星上所能得到的能量。

如果能够捕捉到足够的能量，就能扭曲一块时空区域，创造“曲速泡”或称“时空泡”。这个“泡泡”的大小只容得下一艘星际飞船。“泡泡”前方的时空将被压缩，背后的时空将膨胀，由此推进飞船前进。可是，能量从哪里来能量又怎样产生

科学家过去估计，创造一个“曲速泡”所需的能量，相当于一个星系的质量因斯坦向我们证明了质量和能量可以互换，而质量和能量都能塑造时空。现在，科学家相信，也许木星的质量就足够了。但即便这样，我们也仍有很长的路要走。请注意哪怕最大的氢弹，也只能把几千克的物质转变为能量。在“曲速泡”的规模上扭曲时空并非21世纪的科学技术所能做到的，甚至就连进行这方面的实际试验都很遥远这个理念至今仍停留于理论。至少从目前来，像星际迷航中那样的由双锂晶体驱动的曲速引擎仍然停留在电影道具阶段。射速能量帆

早在1610年，在注意到彗星尾巴被吹离太阳方向之后，德国科学家开普勒就提出了用帆推动飞船的设想。今天，真的有了由太阳帆驱动的飞行器，例如由太阳辐射加速的星际风筝飞行器。不过，使用这样的飞行器，哪怕就是到达距离地球最近的非太阳恒星，也要花几千年时间。有可能真正实现星际飞行的是一种21世纪的飞船，即射速能量帆，简称帆飞船。这一理念就是利用电磁波传输能量穿越太空的能力，在超远距离产生力量。射束的来源投射器再加一部天线，把强力激光或微波投射到一面超大帆上。帆发射激光束或微波束，获得动量“推动”飞船。这样的飞船出现在好莱坞科幻大片星球大战的第二集中。投射器的样子颇像人造卫星的接收天线碟，只不过要大很多很多倍。

帆飞船最昂贵的部分是投射器。它将利用开采自月球或小行星的材料在太空中建造，定位在靠近太阳的地方，以强烈的太阳能为动力源。射束能量的最大优势就是把沉重的投射器丢在后面，而光帆携带着乘员和荷载被驱离到很远的地方。接着，投射器可重新用于未来的任务。就像19世纪的铁路，一旦铺就铁轨，列车本身的费用就小多了。帆飞船的物理学原理已被证明，但如何建造超巨型的投射器和太空帆是大问题。投射器的宽度可能达数千米，太空帆的长度可能达几百千米。经济学研究表明它们效率太低而费用极大，但科学家仍在探寻射速能量帆是否有朝一日可能适用。步骤二深空导航

选择路线并不难，难在寻找参考位置和克服星际风险。目标恒星已经选定，但浩瀚太空，我们怎样才能知道我们的飞船在什么位置呢为了确定星际飞船的位置，可以利用三角测量法来测定飞船与已知的几颗恒星之间的角度，或者定位多颗脉冲星。脉冲星是旋转的中子星，它们以短到几千分之一秒的时间间隔发出规则的强烈微波脉冲。星际飞船的速度可通过计量脉冲频率来确定。随着飞船移动，飞船速度将需要运用多普勒频移来进行调整。还有，星球之间的空间并不空旷，星际尘埃也是个大问题。虽然单粒尘埃的直径可能只有几百万分之一米，但一艘穿行距离为10光年的星际飞船的每平方毫米面积得忍受1000次撞击。在前往半人马座阿尔法星的旅途中，飞船将缓慢却又持续地遭遇星际尘埃的撞击或称侵蚀，船体将被撞破。避免这种侵蚀的一种途径，是在飞船前方几米处设置一面金属箔板。来袭的尘埃微粒穿越箔板，穿出时已经离子化作为带电电子或离子，然后击中一面静电屏蔽盾某种“力场”，或许是一个充电网格。这面“盾牌”将保护它后面的所有飞船部件。只需几千伏特就能让电子转向，而要让离子转向则需要100万伏特。

对真空的深空而言，产生这样一面静电屏蔽盾并不是问题。因此，剩下的风险就是较大的微粒。这样的微粒虽然很罕见，但我们不知道它们究竟有多罕见，是否会构成威胁。不过，来自飞船的离子化激光脉冲在雷达导向之下应该能阻止它们。深空旅行自己导航科学家最近宣布，到达生命尽头的恒星或许有助于飞船进行深空旅行时的导航。网，网，，请牢记收藏，网址最新最快无防盗免费阅读

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