星际旅行的荆棘之路

　　当你仰望星空，你可曾想过，星星的那一端到底是怎样的模样？它们是如此灿烂，又是那么遥远。你是否意识到，你看到的星星，有一些只是它们消亡后，数百万年前的残影。它们实在是过于遥远，连光都要走几百万年！
　　人类从未停止过对太空的探索：前苏联宇航员尤里·加加林，在1961年4月12日乘坐东方一号宇宙飞船进入太空；1969年7月20日，美国的登月计划阿波罗11号任务中，宇航员阿姆斯特朗成功将足迹印在了月球表面。
　　从冲出地球，登上月球，登陆火星，人类的脚步走得越来越远，走出太阳系的星际旅行也并非遥不可及了。但是，距离和速度是实现星际旅行的重要因素。目前人类唯一一个走出太阳系的探测器是1977年9月5日美国发射的旅行者一号，它以每秒约17公里的速度飞行了近45年200多亿公里。现在的技术要实现星际旅行困难重重，但人类正在不断探索新的技术，为了实现星际的跨越不断努力。
　　1.化学燃料的火箭。仅仅为了将航天飞机送入地球轨道（达到17500英里/小时），火箭需要携带15倍于其重量的燃料。为了摆脱地球引力，探索我们的太阳系（达到25000英里/小时），你需要更多的燃料。如果我们想离开地球轨道，用如此低效的技术（没有引力辅助）探索我们的太阳系，问题就会变得更加复杂。因为太空中没有任何加油站，宇宙飞船必须携带所有燃料，燃料不仅昂贵，而且很重。如果我们想离开太阳系，在一个合理的时间范围内使用标准的化学基火箭前往最近的邻近恒星，需要的燃料比我们星球上所有的燃料还要多。因此，我们需要寻求一种更好、更有效的推进方法。
　　2.太阳帆。太空船上安装一种巨大的帆，这种帆由一组镜子构成。太空中没有实际的风，因为太空是一个真空，但有一种类似的东西，比如辐射，航天器可以用来推动自己。装有帆的飞船可以利用光和来自太阳的高速喷射气体的组合来达到难以置信的速度。光和气体的压力非常小，但由于在空间的真空中没有摩擦，所以随着时间的推移，这种小压力会逐渐增加。如果有足够的时间，理论上说，这种压力可以将飞行器加速到光速的很大一部分。太阳帆动力有一个缺点：一旦距离太阳足够远（或者我们设置的任何激光助推站），飞船将不再加速，而是依靠自身的惯性到达目的地。
　　2010年5月，日本发射了伊卡洛斯探测器，太阳帆航天器成为现实。它成功地部署了太阳帆，目前正在绕太阳运行。预计几年后它将到达木星。
　　3.离子动力。它通过将带电离子、气体或等离子体从推动航天器的电动发动机中喷射出来来实现这种推力。这项技术正在被广泛考虑用于未来的太空任务，并已证明其在太空中的可行性。1998年，美国国家航空航天局发射了深空1号探测器，该探测器由氙气离子发动机驱动，是太空中的第一个离子驱动器。2003年，日本发射了使用4台氙离子发动机的Hayabusa探测器。它的任务是与小行星会合并收集样本。它完成了任务，并于2010年6月返回地球。
　　像太阳帆一样，离子驱动也有其缺点。首先，他们需要携带燃料。虽然到达最近恒星所需的燃料数量在技术上是可行的，但这并不太实际。旅行时间是另一个问题。虽然离子动力比火箭发动机的效率要高得多，而且非常适合在太阳系周围旅行，但星际旅行完全是另一回事。在太阳引力的帮助下，一艘使用离子引擎的飞船到达半人马座近邻仍然需要1.9万年的时间。如果我们想离开太阳系，我们需要更快的速度。
　　4.核动力。如果我们想利用目前最先进的技术到达离我们最近的恒星，核动力是我们最好的选择。它速度快，经过验证，而且相对便宜。一艘装有核脉冲推进装置的飞船，理论上可以达到光速的12%。这个速度可以让你2秒钟绕地球一圈，13秒到达月球，相比之下，阿波罗11号需要4天才能到达月球。虽然用离子动力到达半人马座近邻需要1.9万年，但使用核脉冲推进仅需要35年的时间。人类将能够在有生之年前往离我们最近的恒星。
　　核动力的工作方式听起来有点疯狂，但它已经被证明是相对简单的。小型核弹从航天器后部落下，引爆。爆炸产生的力量使飞行器加速。它的缺点主要是对发动机的耐久性要求高和核辐射。
　　5.反物质。反物质是我们目前所知的最强大的燃料来源。反物质是电荷反转的物质，当反物质与正常物质接触时，会发生爆炸并产生很大的能量。一枚硬币大小的反物质含有足够的能量，可以推动满载的航天飞机进入地球轨道。美国国家航天局称，一旦进入轨道，火星之旅只需要10毫克的反物质。使用反物质的引擎操作起来非常简单。一束反电子被释放到发动机核心，在那里它与正常物质发生爆炸，从而推动飞船前进。据美国国家航空航天局称，以反物质为动力的飞行器将能够达到光速的70%。这意味着我们可以在不到6年的时间内到达半人马座近邻。
　　使用反物质的缺点是生产和控制。反物质是在粒子加速器上进行的原子碰撞试验的副产品。碰撞试验非常昂贵。如果我们想生产一克反物质，它的成本将超过一万亿美元。控制也是另一个问题。由于反物质与正常物质接触时会发生剧烈反应，因此怎样控制其发生也是个难题。
　　随着科学的不断进步，一些科幻小说里描述的技术正逐步走向现实。让我们憧憬不久的将来，去月球游玩就像周末去趟公园，去其他星系就像去海外旅行一样，那真是一件令人兴奋的事情！