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離子推進器

可行性(xing)：數年(nian)后或(huo)將實(shi)現。

傳統(tong)的(de)火箭(jian)是(shi)通過(guo)尾部噴(pen)出高速的(de)氣體實(shi)現向前(qian)推(tui)(tui)進(jin)(jin)的(de)。離(li)子推(tui)(tui)進(jin)(jin)器也是(shi)采(cai)用同(tong)樣(yang)的(de)噴(pen)氣式(shi)原理，但(dan)是(shi)它(ta)并不是(shi)采(cai)用燃(ran)料燃(ran)燒(shao)而排出熾(chi)熱的(de)氣體，它(ta)所噴(pen)出的(de)是(shi)一束帶電粒(li)子或是(shi)離(li)子。它(ta)所提(ti)供的(de)推(tui)(tui)動(dong)力或許相對較弱，但(dan)關鍵的(de)是(shi)這種離(li)子推(tui)(tui)進(jin)(jin)器所需要的(de)燃(ran)料要比(bi)普通火箭(jian)少得多。只(zhi)要離(li)子推(tui)(tui)進(jin)(jin)器能夠長(chang)期保持性能穩定(ding)，它(ta)最終(zhong)將能夠把太(tai)空飛船(chuan)加速到更高的(de)速度(du)。

相關技術目前已經(jing)(jing)應用(yong)到(dao)(dao)(dao)一(yi)些太(tai)空飛船(chuan)上，比如日(ri)本(ben)的(de)(de)(de)“隼鳥”太(tai)空探測器和歐洲(zhou)的(de)(de)(de)“智能1號(hao)”太(tai)空船(chuan)等(deng)，而(er)且技術已經(jing)(jing)取(qu)得了很大(da)(da)的(de)(de)(de)進步(bu)。未來最有(you)希(xi)望成(cheng)為更(geng)遠外太(tai)空旅行飛船(chuan)推(tui)進器的(de)(de)(de)可(ke)能就是(shi)VASIMR等(deng)離(li)子(zi)火(huo)箭(jian)(jian)。這種(zhong)火(huo)箭(jian)(jian)與一(yi)般的(de)(de)(de)離(li)子(zi)推(tui)進器稍有(you)不(bu)同。普通的(de)(de)(de)離(li)子(zi)推(tui)進器是(shi)利(li)用(yong)強(qiang)大(da)(da)的(de)(de)(de)電磁場(chang)來加速離(li)子(zi)體，而(er)VASIMR等(deng)離(li)子(zi)火(huo)箭(jian)(jian)則(ze)是(shi)利(li)用(yong)射(she)頻發生器將離(li)子(zi)加熱(re)到(dao)(dao)(dao)100萬攝氏度。在強(qiang)大(da)(da)的(de)(de)(de)磁場(chang)中，離(li)子(zi)以(yi)固定(ding)的(de)(de)(de)頻率旋(xuan)轉，將射(she)頻發生器調諧(xie)到(dao)(dao)(dao)這個(ge)頻率，給離(li)子(zi)注入特強(qiang)的(de)(de)(de)能量(liang)，并不(bu)斷(duan)增加推(tui)進力。試驗(yan)初(chu)步(bu)證明(ming)，如果一(yi)切順(shun)利(li)，VASIMR等(deng)離(li)子(zi)火(huo)箭(jian)(jian)將能夠推(tui)動載人飛船(chuan)在39天內到(dao)(dao)(dao)達(da)火(huo)星。

核子脈沖推進器

可(ke)行性：非常有可(ke)能實現，但危險(xian)性很大(da)。

在這十項(xiang)技(ji)術(shu)(shu)中，在普通人看(kan)來，最(zui)危險、最(zui)不計(ji)(ji)(ji)后(hou)果的(de)一(yi)(yi)項(xiang)應該是核子脈沖推(tui)(tui)進(jin)(jin)技(ji)術(shu)(shu)。核子脈沖推(tui)(tui)進(jin)(jin)技(ji)術(shu)(shu)的(de)基本(ben)思(si)想就(jiu)是，在推(tui)(tui)進(jin)(jin)火箭的(de)尾部(bu)定期扔出一(yi)(yi)個核彈(dan)，用作推(tui)(tui)動(dong)力的(de)來源(yuan)。這個匪夷所思(si)的(de)想法，卻恰恰是美國(guo)國(guo)防部(bu)高級(ji)研(yan)(yan)究計(ji)(ji)(ji)劃(hua)署(shu)提出的(de)。高級(ji)研(yan)(yan)究計(ji)(ji)(ji)劃(hua)署(shu)的(de)這項(xiang)研(yan)(yan)究計(ji)(ji)(ji)劃(hua)代號(hao)為“獵(lie)戶座計(ji)(ji)(ji)劃(hua)”，是1955年美國(guo)實實在在考(kao)慮過(guo)的(de)一(yi)(yi)項(xiang)計(ji)(ji)(ji)劃(hua)。計(ji)(ji)(ji)劃(hua)的(de)目標是研(yan)(yan)究一(yi)(yi)種適合快速星際旅行(xing)的(de)推(tui)(tui)進(jin)(jin)方案。在高級(ji)研(yan)(yan)究計(ji)(ji)(ji)劃(hua)署(shu)最(zui)終拿出的(de)方案中，推(tui)(tui)進(jin)(jin)火箭被(bei)設計(ji)(ji)(ji)成一(yi)(yi)個巨大的(de)減(jian)震(zhen)器，而(er)且還有厚重的(de)輻射屏蔽用于保護(hu)乘客(ke)的(de)安全。

這個方案看起來可(ke)行(xing)，但它(ta)可(ke)能會對大氣層造成嚴重的(de)輻射問(wen)題。因此，到20世紀60年代(dai)該計劃最終未(wei)能真正實施。盡管存在許多擔憂，仍然有人(ren)在繼(ji)續研究(jiu)核(he)子脈沖推進技(ji)術。理論上講，核(he)彈動力飛(fei)船速度(du)可(ke)以(yi)達(da)到10%的(de)光速。以(yi)這樣的(de)速度(du)到達(da)最近的(de)恒星可(ke)能需要40年。

核聚變動力火箭

可行性：有可能，但(dan)最(zui)少要數十年之后。

依靠核動(dong)(dong)力的(de)太空飛行(xing)技(ji)術并不(bu)是只有(you)核子脈沖推進器，還有(you)其他的(de)核能利(li)(li)用方式。比如，在火箭上安(an)裝一個裂(lie)變(bian)(bian)(bian)反(fan)應(ying)堆，利(li)(li)用裂(lie)變(bian)(bian)(bian)反(fan)應(ying)堆提(ti)供(gong)熱量噴射氣體，從(cong)而產生推動(dong)(dong)力。不(bu)過(guo)，這種核裂(lie)變(bian)(bian)(bian)動(dong)(dong)力火箭與核聚變(bian)(bian)(bian)動(dong)(dong)力火箭相比，仍有(you)很(hen)大的(de)差(cha)距(ju)。

在核聚(ju)變反(fan)(fan)應中(zhong)，核子被(bei)迫進(jin)行聚(ju)合從而(er)產(chan)生巨大(da)(da)的(de)能(neng)量。大(da)(da)多數的(de)聚(ju)變反(fan)(fan)應堆(dui)都是(shi)(shi)利用托卡(ka)馬(ma)克裝(zhuang)(zhuang)置將燃料限制在一個磁場(chang)之中(zhong)來(lai)驅動(dong)聚(ju)變反(fan)(fan)應的(de)。但是(shi)(shi)，托卡(ka)馬(ma)克裝(zhuang)(zhuang)置太重，并(bing)不適合用于火箭(jian)之上。因此，核聚(ju)變動(dong)力火箭(jian)必須要采用另一種(zhong)觸發聚(ju)變的(de)方法，即慣性約(yue)束核聚(ju)變。這種(zhong)設(she)計以高(gao)能(neng)光束(通常(chang)是(shi)(shi)激光)來(lai)代替托卡(ka)馬(ma)克裝(zhuang)(zhuang)置中(zhong)的(de)磁常(chang)當聚(ju)變反(fan)(fan)應發生后，磁場(chang)再(zai)引導熾熱離子噴向火箭(jian)尾部，實現核聚(ju)變火箭(jian)的(de)推進(jin)力。

布薩德噴氣式引擎

可行(xing)性：存在(zai)巨大技(ji)術挑戰。

所(suo)有推進火箭(jian)，包括上述的核聚變動力火箭(jian)，都存在一個相同的關鍵難(nan)題。為了實(shi)現(xian)更(geng)快、更(geng)遠的目標，火箭(jian)上必須要攜帶更(geng)多的燃料(liao)，更(geng)多的燃料(liao)必然會(hui)(hui)增加火箭(jian)的重量，進而會(hui)(hui)減小推進力。如果想實(shi)現(xian)星(xing)際間旅(lv)行，就必須要避免這種(zhong)情況。于是(shi)，1960年，物理學(xue)家羅(luo)伯特-布薩德提出了一種(zhong)噴氣式引(yin)(yin)擎，布薩德噴氣式引(yin)(yin)擎或許可(ke)以解決這一難(nan)題。

布薩(sa)德噴氣(qi)式引擎(qing)原理和上述核(he)(he)聚(ju)變動力火(huo)箭(jian)一樣(yang)，但是(shi)它(ta)(ta)并不(bu)需(xu)要(yao)攜帶(dai)足夠(gou)的(de)(de)核(he)(he)燃料。它(ta)(ta)首(shou)先是(shi)將周圍太空中的(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)物質進行電離(li)后，然后利(li)用(yong)強大(da)的(de)(de)磁(ci)場吸收這(zhe)(zhe)些氫(qing)(qing)(qing)離(li)子作為燃料。雖然布薩(sa)德噴氣(qi)式引擎(qing)方案(an)沒有(you)上述核(he)(he)聚(ju)變動力火(huo)箭(jian)中的(de)(de)反應(ying)堆問(wen)題，但是(shi)它(ta)(ta)所(suo)面臨(lin)的(de)(de)問(wen)題是(shi)磁(ci)場大(da)小的(de)(de)問(wen)題。由于星際空間(jian)中氫(qing)(qing)(qing)物質很少，因(yin)此它(ta)(ta)的(de)(de)磁(ci)場必須要(yao)足夠(gou)大(da)才(cai)可行，甚至要(yao)延伸到數千公里之(zhi)外。除(chu)非是(shi)發射前進行精密的(de)(de)計算(suan)，設計出飛船(chuan)飛行的(de)(de)精確軌道(dao)，這(zhe)(zhe)樣(yang)就不(bu)用(yong)攜帶(dai)多余(yu)的(de)(de)燃料，也不(bu)再需(xu)要(yao)巨大(da)的(de)(de)磁(ci)常(chang)不(bu)過這(zhe)(zhe)種(zhong)想法(fa)又出現一個弊端，那就是(shi)飛船(chuan)必須要(yao)按既定(ding)軌道(dao)飛行，不(bu)得偏離(li)，而(er)且從其(qi)他(ta)星球返(fan)程則變得更(geng)加(jia)困難。

太陽帆推進技術

可(ke)行性：完全有(you)可(ke)能，但(dan)適(shi)應空間有(you)限。

這(zhe)(zhe)是(shi)另一(yi)項不需要(yao)攜帶足夠燃料(liao)的(de)技(ji)術，因(yin)而(er)(er)理(li)論(lun)上(shang)講也可(ke)達到極高(gao)的(de)速度，不過(guo)它(ta)往往需要(yao)一(yi)個時間過(guo)程才可(ke)完成這(zhe)(zhe)一(yi)目(mu)標。與傳統(tong)的(de)利用風力(li)進行(xing)航行(xing)的(de)帆船相比，太(tai)陽(yang)帆是(shi)從太(tai)陽(yang)光線中吸取(qu)(qu)能量(liang)。目(mu)前，太(tai)陽(yang)帆推進技(ji)術已在(zai)地球的(de)真空(kong)(kong)室內取(qu)(qu)得試驗成功。然(ran)而(er)(er)，在(zai)太(tai)空(kong)(kong)軌道上(shang)實(shi)施相關(guan)試驗則以(yi)不幸而(er)(er)告終(zhong)。比如，2005年，世界上(shang)最大(da)的(de)業余太(tai)空(kong)(kong)科學組織(zhi)美國行(xing)星協會(hui)研制了一(yi)艘名(ming)為(wei)“宇宙(zhou)1號”的(de)太(tai)空(kong)(kong)飛(fei)船，它(ta)的(de)太(tai)陽(yang)帆運載(zai)火(huo)箭因(yin)故障而(er)(er)墜毀。

盡管在(zai)技(ji)術的萌(meng)芽階段(duan)出現許(xu)多問題，但(dan)是太(tai)(tai)陽(yang)帆仍然是一個非常有希望的未來太(tai)(tai)空技(ji)術。至少它可(ke)以保證在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)系內飛行，太(tai)(tai)陽(yang)的光(guang)線可(ke)以為(wei)它提供最強大(da)的推進力。將來，人(ren)類(lei)將可(ke)能會主要利用太(tai)(tai)陽(yang)能實現星際間(jian)旅(lv)行。

磁場帆推進技術

可行(xing)(xing)性：只適(shi)合相對較近距離太空旅(lv)行(xing)(xing)，如(ru)太陽系內(nei)。

與(yu)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)帆不(bu)同的(de)是，磁(ci)場(chang)帆是由太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)風(feng)(feng)提(ti)供推動力(li)，而不(bu)是由光線提(ti)供推動力(li)。太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)風(feng)(feng)是一(yi)種擁有(you)自己磁(ci)場(chang)的(de)帶(dai)電(dian)粒子(zi)(zi)流。科學家(jia)提(ti)出，在太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)空(kong)飛(fei)船周圍(wei)制造一(yi)個與(yu)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)風(feng)(feng)磁(ci)場(chang)相(xiang)排斥的(de)磁(ci)場(chang)，這樣就(jiu)可利用磁(ci)場(chang)的(de)排斥力(li)推動太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)空(kong)飛(fei)船飛(fei)行。與(yu)此相(xiang)近(jin)的(de)相(xiang)關(guan)技(ji)術(shu)還有(you)“太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)空(kong)蛛網(wang)”技(ji)術(shu)，這種技(ji)術(shu)就(jiu)是在太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)空(kong)飛(fei)船周圍(wei)延伸(shen)出一(yi)個帶(dai)正電(dian)的(de)電(dian)網(wang)，這樣的(de)電(dian)網(wang)可以與(yu)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)風(feng)(feng)中的(de)大量的(de)陽(yang)離子(zi)(zi)相(xiang)排斥，從(cong)而獲得推進力(li)。

不管(guan)是磁場帆(fan)，還是“太(tai)(tai)(tai)空蛛網”技(ji)術，都是在利用磁場進行(xing)(xing)“沖浪”，磁場力(li)使得(de)太(tai)(tai)(tai)空船能夠改變軌道，甚至駛離行(xing)(xing)星(xing)際空間。然而，太(tai)(tai)(tai)陽帆(fan)和磁場帆(fan)都不適合恒星(xing)間旅(lv)行(xing)(xing)。當它們(men)遠離太(tai)(tai)(tai)陽時(shi)，光線和太(tai)(tai)(tai)陽風的(de)強度都急劇(ju)下降。因(yin)此(ci)，在太(tai)(tai)(tai)陽系外，它們(men)沒有足夠的(de)動力(li)駛往其它恒星(xing)。

激光動力推進器

可行(xing)性(xing)：存在(zai)極大(da)的(de)技術挑戰。

既(ji)然(ran)太(tai)(tai)陽不足以推(tui)(tui)動恒(heng)星(xing)際太(tai)(tai)空(kong)飛(fei)船(chuan)，于是有科學家(jia)提(ti)出了(le)激(ji)光(guang)(guang)動力推(tui)(tui)進器技(ji)(ji)術(shu)，利用一(yi)(yi)束強(qiang)大的(de)(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)將飛(fei)船(chuan)推(tui)(tui)向(xiang)太(tai)(tai)空(kong)，其(qi)中一(yi)(yi)項技(ji)(ji)術(shu)就(jiu)(jiu)是“激(ji)光(guang)(guang)燒(shao)蝕(shi)”技(ji)(ji)術(shu)。所(suo)謂(wei)的(de)(de)(de)(de)“激(ji)光(guang)(guang)燒(shao)蝕(shi)”就(jiu)(jiu)是利用強(qiang)大的(de)(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)來燒(shao)蝕(shi)飛(fei)船(chuan)尾部的(de)(de)(de)(de)特殊(shu)金(jin)屬，金(jin)屬逐漸蒸發(fa)形成蒸汽從(cong)而(er)提(ti)供推(tui)(tui)進力。另一(yi)(yi)種相似的(de)(de)(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)就(jiu)(jiu)是由物理學家(jia)和(he)科幻(huan)小說家(jia)格里高利-本福德所(suo)提(ti)出的(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽帆技(ji)(ji)術(shu)，就(jiu)(jiu)是在太(tai)(tai)空(kong)飛(fei)船(chuan)上安裝一(yi)(yi)種太(tai)(tai)陽帆，太(tai)(tai)陽帆上涂(tu)有一(yi)(yi)層特殊(shu)的(de)(de)(de)(de)油漆(qi)。從(cong)地面(mian)之(zhi)上發(fa)送微波束，微波束“燃燒(shao)”特殊(shu)油漆(qi)中的(de)(de)(de)(de)分子從(cong)而(er)產生推(tui)(tui)進力。這種技(ji)(ji)術(shu)或許將使得行星(xing)際間旅行更快。

激光動力推進技術也存在許多重大挑戰。首先，激光束必須(xu)要精確聚(ju)焦于飛船(chuan)之下(xia)，即使距離再遠(yuan)，激光束都不能(neng)有絲(si)毫誤差。否則，飛船(chuan)會因為得不到足夠(gou)的(de)(de)能(neng)量(liang)而墜毀(hui)。其次，激光束生(sheng)成設施的(de)(de)功率(lv)必須(xu)要超級強大。在某種(zhong)情況(kuang)下(xia)，它所需要的(de)(de)能(neng)量(liang)可能(neng)會比人類(lei)目前所有的(de)(de)能(neng)量(liang)輸出還要大得多。

時空扭曲技術

可行性：不太可能。

1994年，威爾士大學物理學家米古(gu)爾-阿爾庫比(bi)列提出了星際物質(zhi)利(li)用技(ji)術。在這(zhe)種設(she)想中，飛船推進力主要由一(yi)(yi)種至今(jin)未被發現(xian)的(de)(de)物質(zhi)--“外(wai)星”物質(zhi)提供。這(zhe)是一(yi)(yi)種粒子，具(ju)有負質(zhi)量和(he)負壓力。它可以(yi)扭曲時(shi)空(kong)(kong)，從而使飛船快(kuai)速(su)接近前方的(de)(de)空(kong)(kong)間，而后方的(de)(de)空(kong)(kong)間在不(bu)斷(duan)擴(kuo)張。飛船就好像處于一(yi)(yi)個不(bu)斷(duan)膨脹的(de)(de)泡泡中，可以(yi)飛得比(bi)光速(su)快(kuai)，而且不(bu)會違背相對論的(de)(de)原理。

然而，阿爾庫(ku)比(bi)列的(de)(de)(de)技(ji)術思想存(cun)在許多問(wen)題(ti)。首先，為了(le)維持這種時空扭曲(qu)(qu)，需要巨(ju)大(da)的(de)(de)(de)能(neng)量，這種能(neng)量或許會比(bi)整個宇(yu)宙的(de)(de)(de)全部能(neng)量都要大(da)。其次，這種驅動器(qi)可能(neng)會釋(shi)放出大(da)量的(de)(de)(de)輻(fu)射(she)物，嚴重威脅飛船乘(cheng)客的(de)(de)(de)生命安全。此(ci)外(wai)，關于這種外(wai)星物質是(shi)否存(cun)在，至今未有定論。因(yin)此(ci)，從(cong)物理(li)學上講，很難實現這種扭曲(qu)(qu)的(de)(de)(de)泡(pao)泡(pao)。

蟲洞利用技術

可(ke)行性：完(wan)全(quan)不可(ke)能。

既(ji)然有人可以想(xiang)到(dao)時空(kong)(kong)扭曲，于(yu)是(shi)(shi)就有其他科學家想(xiang)到(dao)了時空(kong)(kong)隧道。他們(men)認為(wei)，或許利用蟲洞可以實現這(zhe)(zhe)一想(xiang)法。蟲洞的概念(nian)是(shi)(shi)由(you)美國著名物(wu)理(li)學家約翰-威勒爾提出的，意思是(shi)(shi)宇宙(zhou)中可能存(cun)(cun)(cun)在(zai)(zai)的連接(jie)兩個不(bu)同時空(kong)(kong)的狹窄(zhai)隧道。關(guan)鍵(jian)的問題是(shi)(shi)，蟲洞確實存(cun)(cun)(cun)在(zai)(zai)嗎？如果存(cun)(cun)(cun)在(zai)(zai)，我們(men)是(shi)(shi)否能夠穿越它們(men)？然而(er)，這(zhe)(zhe)些問題至今沒(mei)有答案。可能與上述(shu)的未知(zhi)外星(xing)物(wu)質一樣，蟲洞并不(bu)存(cun)(cun)(cun)在(zai)(zai)。

20世紀(ji)90年代，物理學家塞爾(er)古-科(ke)拉斯尼科(ke)夫又提出(chu)了另一(yi)種蟲(chong)洞(dong)概念(nian)。然而，所有這些(xie)蟲(chong)洞(dong)理論都不能提供蟲(chong)洞(dong)確(que)切(qie)(qie)存(cun)在(zai)的(de)證據，更無法(fa)提出(chu)一(yi)種切(qie)(qie)實(shi)可(ke)行的(de)時空穿梭方法(fa)。如果科(ke)學家們能夠找到答案的(de)話(hua)，那么太空飛船的(de)速(su)度(du)將不僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)是(shi)光速(su)的(de)概念(nian)。