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離子推進器

可(ke)行性：數(shu)年后或將實現。

傳統(tong)的(de)(de)火(huo)箭是(shi)(shi)通(tong)過尾(wei)部(bu)噴(pen)出(chu)高速的(de)(de)氣體實現向前推(tui)進(jin)(jin)的(de)(de)。離子推(tui)進(jin)(jin)器(qi)也是(shi)(shi)采(cai)用(yong)同樣的(de)(de)噴(pen)氣式原理，但(dan)是(shi)(shi)它(ta)(ta)并(bing)不是(shi)(shi)采(cai)用(yong)燃(ran)料燃(ran)燒而排出(chu)熾熱的(de)(de)氣體，它(ta)(ta)所噴(pen)出(chu)的(de)(de)是(shi)(shi)一束帶(dai)電粒子或(huo)是(shi)(shi)離子。它(ta)(ta)所提供的(de)(de)推(tui)動力或(huo)許(xu)相對(dui)較弱，但(dan)關鍵(jian)的(de)(de)是(shi)(shi)這(zhe)種離子推(tui)進(jin)(jin)器(qi)所需要(yao)的(de)(de)燃(ran)料要(yao)比普通(tong)火(huo)箭少(shao)得多。只要(yao)離子推(tui)進(jin)(jin)器(qi)能(neng)(neng)夠長期保持性(xing)能(neng)(neng)穩定(ding)，它(ta)(ta)最終將能(neng)(neng)夠把太空(kong)飛船加速到更(geng)高的(de)(de)速度。

相關技術目前已經應用(yong)到一些太(tai)空飛船(chuan)上(shang)，比如日本的“隼鳥”太(tai)空探測器(qi)和歐洲的“智能1號”太(tai)空船(chuan)等(deng)(deng)，而(er)且技術已經取得了很大(da)的進(jin)(jin)步(bu)。未來(lai)最有(you)希望成(cheng)為(wei)更遠(yuan)外太(tai)空旅行飛船(chuan)推(tui)進(jin)(jin)器(qi)的可能就是VASIMR等(deng)(deng)離子(zi)(zi)(zi)火(huo)箭。這種(zhong)火(huo)箭與一般的離子(zi)(zi)(zi)推(tui)進(jin)(jin)器(qi)稍有(you)不同。普通的離子(zi)(zi)(zi)推(tui)進(jin)(jin)器(qi)是利(li)用(yong)強大(da)的電(dian)磁(ci)場來(lai)加(jia)(jia)速(su)離子(zi)(zi)(zi)體，而(er)VASIMR等(deng)(deng)離子(zi)(zi)(zi)火(huo)箭則(ze)是利(li)用(yong)射頻發生器(qi)將(jiang)離子(zi)(zi)(zi)加(jia)(jia)熱到100萬攝氏度。在強大(da)的磁(ci)場中(zhong)，離子(zi)(zi)(zi)以固定的頻率(lv)旋轉，將(jiang)射頻發生器(qi)調諧到這個頻率(lv)，給(gei)離子(zi)(zi)(zi)注入特強的能量，并不斷增加(jia)(jia)推(tui)進(jin)(jin)力。試驗初步(bu)證(zheng)明，如果一切順利(li)，VASIMR等(deng)(deng)離子(zi)(zi)(zi)火(huo)箭將(jiang)能夠(gou)推(tui)動載人飛船(chuan)在39天內到達火(huo)星(xing)。

核子脈沖推進器

可行性：非常(chang)有可能實(shi)現，但危險性很大(da)。

在這(zhe)(zhe)十(shi)項(xiang)技術中，在普通人看來，最危險、最不計后果的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)項(xiang)應該(gai)是(shi)(shi)核(he)(he)(he)子脈沖推(tui)(tui)(tui)進(jin)技術。核(he)(he)(he)子脈沖推(tui)(tui)(tui)進(jin)技術的(de)(de)(de)(de)基本思(si)想(xiang)就是(shi)(shi)，在推(tui)(tui)(tui)進(jin)火箭的(de)(de)(de)(de)尾部(bu)定期扔出一(yi)(yi)(yi)個核(he)(he)(he)彈(dan)，用作推(tui)(tui)(tui)動力的(de)(de)(de)(de)來源。這(zhe)(zhe)個匪(fei)夷所思(si)的(de)(de)(de)(de)想(xiang)法，卻恰(qia)恰(qia)是(shi)(shi)美國(guo)國(guo)防部(bu)高(gao)(gao)級(ji)研(yan)究(jiu)(jiu)計劃(hua)(hua)(hua)(hua)署(shu)(shu)提(ti)出的(de)(de)(de)(de)。高(gao)(gao)級(ji)研(yan)究(jiu)(jiu)計劃(hua)(hua)(hua)(hua)署(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)這(zhe)(zhe)項(xiang)研(yan)究(jiu)(jiu)計劃(hua)(hua)(hua)(hua)代號(hao)為“獵戶座計劃(hua)(hua)(hua)(hua)”，是(shi)(shi)1955年美國(guo)實實在在考(kao)慮(lv)過的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)項(xiang)計劃(hua)(hua)(hua)(hua)。計劃(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)目標是(shi)(shi)研(yan)究(jiu)(jiu)一(yi)(yi)(yi)種適合快速星際旅行的(de)(de)(de)(de)推(tui)(tui)(tui)進(jin)方案(an)。在高(gao)(gao)級(ji)研(yan)究(jiu)(jiu)計劃(hua)(hua)(hua)(hua)署(shu)(shu)最終拿(na)出的(de)(de)(de)(de)方案(an)中，推(tui)(tui)(tui)進(jin)火箭被(bei)設(she)計成一(yi)(yi)(yi)個巨大的(de)(de)(de)(de)減震器，而(er)且(qie)還有厚重的(de)(de)(de)(de)輻射屏蔽(bi)用于保護乘客的(de)(de)(de)(de)安全(quan)。

這個方案(an)看起來可行，但它(ta)可能(neng)會對大氣層造成嚴重的(de)輻射(she)問題(ti)。因此，到20世紀(ji)60年(nian)代(dai)該計劃最終未能(neng)真(zhen)正實(shi)施。盡管(guan)存(cun)在許多擔憂，仍然(ran)有人(ren)在繼(ji)續研究核(he)子脈沖推(tui)進技(ji)術(shu)。理論上講，核(he)彈動力飛(fei)船速(su)度(du)可以(yi)達(da)到10%的(de)光速(su)。以(yi)這樣(yang)的(de)速(su)度(du)到達(da)最近的(de)恒星可能(neng)需要40年(nian)。

核聚變動力火箭

可行(xing)性：有(you)可能(neng)，但最少要數十年之后(hou)。

依靠核動(dong)力的太空飛行技術并(bing)不(bu)是(shi)只有核子脈沖推(tui)進(jin)器，還有其他的核能(neng)利用方式。比(bi)(bi)如，在火箭(jian)上安裝一個裂(lie)變(bian)反應(ying)堆，利用裂(lie)變(bian)反應(ying)堆提供熱(re)量噴射氣(qi)體，從(cong)而產生推(tui)動(dong)力。不(bu)過(guo)，這種(zhong)核裂(lie)變(bian)動(dong)力火箭(jian)與核聚變(bian)動(dong)力火箭(jian)相比(bi)(bi)，仍有很大的差距。

在(zai)核(he)聚變(bian)(bian)反應(ying)中，核(he)子被迫(po)進(jin)行聚合從而產(chan)生巨大的能(neng)量(liang)。大多數的聚變(bian)(bian)反應(ying)堆都(dou)是利用(yong)(yong)托(tuo)卡馬克(ke)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)將燃料(liao)限制在(zai)一個磁場(chang)之(zhi)中來驅動聚變(bian)(bian)反應(ying)的。但是，托(tuo)卡馬克(ke)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)太(tai)重(zhong)，并不(bu)適合用(yong)(yong)于火箭之(zhi)上。因此(ci)，核(he)聚變(bian)(bian)動力(li)火箭必須要采用(yong)(yong)另一種(zhong)觸發(fa)聚變(bian)(bian)的方法，即慣(guan)性(xing)約(yue)束(shu)核(he)聚變(bian)(bian)。這種(zhong)設計以高能(neng)光束(shu)(通(tong)常(chang)(chang)是激(ji)光)來代替托(tuo)卡馬克(ke)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)中的磁常(chang)(chang)當聚變(bian)(bian)反應(ying)發(fa)生后，磁場(chang)再引導熾熱離子噴向(xiang)火箭尾部，實(shi)現核(he)聚變(bian)(bian)火箭的推進(jin)力(li)。

布薩德噴氣式引擎

可行性：存在巨(ju)大技術挑戰(zhan)。

所有(you)推(tui)進(jin)火(huo)箭(jian)(jian)(jian)，包(bao)括上(shang)述的核聚(ju)變動(dong)力(li)火(huo)箭(jian)(jian)(jian)，都存在一個相同(tong)的關鍵難(nan)題(ti)。為了實(shi)現(xian)更(geng)快(kuai)、更(geng)遠的目標，火(huo)箭(jian)(jian)(jian)上(shang)必(bi)須要攜帶更(geng)多的燃(ran)料，更(geng)多的燃(ran)料必(bi)然會增加(jia)火(huo)箭(jian)(jian)(jian)的重(zhong)量，進(jin)而會減小推(tui)進(jin)力(li)。如果想實(shi)現(xian)星際間旅行，就(jiu)必(bi)須要避免這種情況(kuang)。于是，1960年，物(wu)理學家羅伯(bo)特-布(bu)薩德提(ti)出了一種噴(pen)(pen)氣式引擎(qing)，布(bu)薩德噴(pen)(pen)氣式引擎(qing)或許(xu)可以解決這一難(nan)題(ti)。

布薩德噴(pen)氣式引(yin)擎(qing)原理和上述(shu)核聚變(bian)動力火箭一樣，但是(shi)(shi)它(ta)并不(bu)需要攜帶(dai)足夠(gou)(gou)的(de)(de)核燃料(liao)。它(ta)首先是(shi)(shi)將周(zhou)圍太空(kong)中(zhong)(zhong)的(de)(de)氫物(wu)質進行電離(li)后，然(ran)后利用強大(da)的(de)(de)磁場(chang)吸收(shou)這(zhe)(zhe)些(xie)氫離(li)子作(zuo)為燃料(liao)。雖然(ran)布薩德噴(pen)氣式引(yin)擎(qing)方案沒(mei)有上述(shu)核聚變(bian)動力火箭中(zhong)(zhong)的(de)(de)反應堆問題，但是(shi)(shi)它(ta)所(suo)面臨的(de)(de)問題是(shi)(shi)磁場(chang)大(da)小的(de)(de)問題。由于(yu)星(xing)際空(kong)間(jian)中(zhong)(zhong)氫物(wu)質很少，因此它(ta)的(de)(de)磁場(chang)必(bi)須要足夠(gou)(gou)大(da)才(cai)可行，甚(shen)至要延伸(shen)到數千公里(li)之外。除非是(shi)(shi)發射(she)前進行精密的(de)(de)計(ji)算(suan)，設計(ji)出飛船(chuan)飛行的(de)(de)精確軌(gui)道(dao)，這(zhe)(zhe)樣就不(bu)用攜帶(dai)多余的(de)(de)燃料(liao)，也(ye)不(bu)再(zai)需要巨大(da)的(de)(de)磁常不(bu)過這(zhe)(zhe)種想法又出現(xian)一個弊(bi)端，那(nei)就是(shi)(shi)飛船(chuan)必(bi)須要按既定軌(gui)道(dao)飛行，不(bu)得偏離(li)，而且從其他(ta)星(xing)球返程則變(bian)得更加(jia)困難(nan)。

太陽帆推進技術

可行性：完全有可能，但適應空間有限。

這(zhe)是另一項不(bu)需(xu)要攜帶足夠(gou)燃料的(de)(de)技(ji)(ji)術，因(yin)而(er)理論上(shang)講(jiang)也可(ke)達(da)到(dao)極(ji)高的(de)(de)速度，不(bu)過(guo)它往(wang)往(wang)需(xu)要一個時間(jian)過(guo)程(cheng)才可(ke)完成(cheng)這(zhe)一目標。與傳統的(de)(de)利(li)用風(feng)力(li)進行(xing)航行(xing)的(de)(de)帆船相比，太(tai)陽帆是從(cong)太(tai)陽光線中吸(xi)取能量。目前，太(tai)陽帆推進技(ji)(ji)術已在地球的(de)(de)真空(kong)室內取得試驗成(cheng)功。然而(er)，在太(tai)空(kong)軌道(dao)上(shang)實施相關試驗則(ze)以(yi)不(bu)幸而(er)告終。比如，2005年，世(shi)界上(shang)最大的(de)(de)業余太(tai)空(kong)科學組織(zhi)美國(guo)行(xing)星協會研制了一艘名為(wei)“宇宙1號”的(de)(de)太(tai)空(kong)飛船，它的(de)(de)太(tai)陽帆運(yun)載火箭因(yin)故障(zhang)而(er)墜毀(hui)。

盡管在(zai)技(ji)術的萌芽階段(duan)出現(xian)許多(duo)問題，但是(shi)太(tai)(tai)陽(yang)帆仍(reng)然(ran)是(shi)一個非常有希望的未(wei)來(lai)太(tai)(tai)空技(ji)術。至(zhi)少(shao)它(ta)可以(yi)保證在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)系內(nei)飛行，太(tai)(tai)陽(yang)的光(guang)線可以(yi)為(wei)它(ta)提供(gong)最強大的推進(jin)力。將(jiang)來(lai)，人(ren)類將(jiang)可能(neng)(neng)會主要利(li)用太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)實現(xian)星際間旅行。

磁場帆推進技術

可行(xing)性(xing)：只適合相對較近距(ju)離太(tai)空旅行(xing)，如(ru)太(tai)陽(yang)系內。

與(yu)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)帆不(bu)同的(de)(de)是(shi)(shi)，磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)帆是(shi)(shi)由太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)風(feng)提(ti)供推動力，而不(bu)是(shi)(shi)由光線提(ti)供推動力。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)風(feng)是(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)種擁有自己磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)的(de)(de)帶電粒(li)子流。科學家提(ti)出，在太(tai)(tai)(tai)(tai)空飛(fei)船(chuan)周圍(wei)制造一(yi)(yi)(yi)個與(yu)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)風(feng)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)相排(pai)斥(chi)的(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)，這(zhe)(zhe)樣(yang)(yang)就可利用磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)的(de)(de)排(pai)斥(chi)力推動太(tai)(tai)(tai)(tai)空飛(fei)船(chuan)飛(fei)行。與(yu)此相近的(de)(de)相關技術(shu)(shu)還(huan)有“太(tai)(tai)(tai)(tai)空蛛網”技術(shu)(shu)，這(zhe)(zhe)種技術(shu)(shu)就是(shi)(shi)在太(tai)(tai)(tai)(tai)空飛(fei)船(chuan)周圍(wei)延伸(shen)出一(yi)(yi)(yi)個帶正電的(de)(de)電網，這(zhe)(zhe)樣(yang)(yang)的(de)(de)電網可以與(yu)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)風(feng)中的(de)(de)大量(liang)的(de)(de)陽(yang)(yang)離子相排(pai)斥(chi)，從而獲得推進力。

不(bu)管是(shi)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)帆(fan)(fan)，還是(shi)“太(tai)(tai)空(kong)蛛網”技術，都是(shi)在利(li)用磁(ci)(ci)(ci)場(chang)進行(xing)“沖浪”，磁(ci)(ci)(ci)場(chang)力(li)使得太(tai)(tai)空(kong)船能夠改變(bian)軌道，甚至駛離(li)(li)行(xing)星際空(kong)間(jian)。然而(er)，太(tai)(tai)陽(yang)帆(fan)(fan)和磁(ci)(ci)(ci)場(chang)帆(fan)(fan)都不(bu)適合恒星間(jian)旅行(xing)。當它們遠離(li)(li)太(tai)(tai)陽(yang)時，光線(xian)和太(tai)(tai)陽(yang)風(feng)的(de)強度都急劇下降(jiang)。因此，在太(tai)(tai)陽(yang)系外，它們沒(mei)有足夠的(de)動(dong)力(li)駛往(wang)其(qi)它恒星。

激光動力推進器

可行性：存在極大的技術挑戰。

既然太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)不足以推(tui)(tui)動(dong)恒星(xing)際太(tai)(tai)(tai)空飛(fei)船，于是(shi)有科學(xue)家(jia)提(ti)出了(le)激(ji)光(guang)動(dong)力推(tui)(tui)進器(qi)技(ji)術，利(li)用(yong)一(yi)束強大的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)將(jiang)飛(fei)船推(tui)(tui)向太(tai)(tai)(tai)空，其中(zhong)一(yi)項技(ji)術就是(shi)“激(ji)光(guang)燒(shao)(shao)蝕”技(ji)術。所謂(wei)的(de)(de)(de)“激(ji)光(guang)燒(shao)(shao)蝕”就是(shi)利(li)用(yong)強大的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)來燒(shao)(shao)蝕飛(fei)船尾(wei)部的(de)(de)(de)特(te)殊金(jin)屬，金(jin)屬逐漸蒸發形成(cheng)蒸汽從而(er)提(ti)供推(tui)(tui)進力。另(ling)一(yi)種(zhong)相(xiang)似的(de)(de)(de)技(ji)術就是(shi)由物理學(xue)家(jia)和(he)科幻小(xiao)說家(jia)格里高利(li)-本福德所提(ti)出的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)帆技(ji)術，就是(shi)在太(tai)(tai)(tai)空飛(fei)船上(shang)安裝一(yi)種(zhong)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)帆，太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)帆上(shang)涂有一(yi)層特(te)殊的(de)(de)(de)油漆。從地面之上(shang)發送(song)微波束，微波束“燃燒(shao)(shao)”特(te)殊油漆中(zhong)的(de)(de)(de)分子(zi)從而(er)產生推(tui)(tui)進力。這種(zhong)技(ji)術或(huo)許(xu)將(jiang)使得行星(xing)際間旅行更快。

激(ji)光動力推進技術也存(cun)在許多重大挑(tiao)戰。首先，激(ji)光束必須要(yao)精確聚焦于飛(fei)船(chuan)(chuan)之下，即使(shi)距離再遠，激(ji)光束都(dou)不能(neng)(neng)有(you)絲毫誤差。否則，飛(fei)船(chuan)(chuan)會因(yin)為得(de)不到足夠的能(neng)(neng)量(liang)(liang)而墜毀。其次，激(ji)光束生成(cheng)設(she)施的功率必須要(yao)超級強大。在某種情況下，它所需要(yao)的能(neng)(neng)量(liang)(liang)可能(neng)(neng)會比(bi)人(ren)類(lei)目前所有(you)的能(neng)(neng)量(liang)(liang)輸出還要(yao)大得(de)多。

時空扭曲技術

可(ke)行性：不太可(ke)能。

1994年(nian)，威爾士(shi)大學(xue)物理學(xue)家米古爾-阿爾庫比列(lie)提(ti)出了星際物質利用技術(shu)。在這種(zhong)設想中，飛(fei)船推進力(li)主要由一種(zhong)至今未被(bei)發現的(de)物質--“外星”物質提(ti)供。這是(shi)一種(zhong)粒子(zi)，具有負(fu)質量和負(fu)壓(ya)力(li)。它可(ke)(ke)以(yi)扭曲時空(kong)，從而使(shi)飛(fei)船快速(su)接近前方(fang)(fang)的(de)空(kong)間，而后(hou)方(fang)(fang)的(de)空(kong)間在不斷擴(kuo)張。飛(fei)船就好像處于(yu)一個不斷膨(peng)脹的(de)泡泡中，可(ke)(ke)以(yi)飛(fei)得比光(guang)速(su)快，而且不會違(wei)背(bei)相對論的(de)原理。

然而，阿爾(er)庫比(bi)列(lie)的技(ji)術思想存(cun)在(zai)(zai)許多問題。首先，為了維(wei)持這種(zhong)(zhong)時空扭(niu)曲(qu)(qu)，需要巨(ju)大的能(neng)(neng)量(liang)，這種(zhong)(zhong)能(neng)(neng)量(liang)或許會比(bi)整個宇(yu)宙的全部(bu)能(neng)(neng)量(liang)都要大。其次，這種(zhong)(zhong)驅動器可能(neng)(neng)會釋放(fang)出大量(liang)的輻(fu)射物，嚴(yan)重威脅飛船(chuan)乘客的生命安全。此外，關于(yu)這種(zhong)(zhong)外星物質是(shi)否(fou)存(cun)在(zai)(zai)，至今(jin)未有定論。因此，從(cong)物理學上講，很(hen)難實現這種(zhong)(zhong)扭(niu)曲(qu)(qu)的泡泡。

蟲洞利用技術

可行性(xing)：完全(quan)不可能。

既(ji)然有(you)人可(ke)以想(xiang)到時(shi)空(kong)扭曲，于是就有(you)其他科學家(jia)想(xiang)到了時(shi)空(kong)隧(sui)道(dao)(dao)。他們認為(wei)，或許(xu)利用蟲洞(dong)可(ke)以實現這(zhe)一想(xiang)法(fa)。蟲洞(dong)的(de)(de)概念是由美(mei)國(guo)著名物(wu)理(li)學家(jia)約翰(han)-威勒(le)爾提(ti)出的(de)(de)，意思是宇宙中可(ke)能存在(zai)(zai)的(de)(de)連接兩個不(bu)同時(shi)空(kong)的(de)(de)狹窄(zhai)隧(sui)道(dao)(dao)。關鍵的(de)(de)問(wen)題是，蟲洞(dong)確實存在(zai)(zai)嗎(ma)？如果存在(zai)(zai)，我們是否能夠(gou)穿越它們？然而，這(zhe)些(xie)問(wen)題至今沒有(you)答案。可(ke)能與上述(shu)的(de)(de)未知(zhi)外星物(wu)質一樣(yang)，蟲洞(dong)并不(bu)存在(zai)(zai)。

20世紀90年代，物(wu)理學家塞爾古-科(ke)拉斯尼科(ke)夫又(you)提(ti)(ti)出(chu)了另一(yi)種蟲洞(dong)(dong)概念(nian)。然而，所有這些蟲洞(dong)(dong)理論都不能提(ti)(ti)供蟲洞(dong)(dong)確切(qie)存(cun)在的(de)證據，更無(wu)法提(ti)(ti)出(chu)一(yi)種切(qie)實可(ke)行(xing)的(de)時(shi)空穿(chuan)梭方法。如果科(ke)學家們能夠找到答案的(de)話，那么(me)太空飛船的(de)速度(du)將不僅僅是光(guang)速的(de)概念(nian)。