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離子推進器

可行性(xing)：數年(nian)后(hou)或將實(shi)現。

傳(chuan)統的(de)(de)(de)火箭是(shi)(shi)通(tong)過尾部噴(pen)出(chu)高(gao)速(su)的(de)(de)(de)氣體(ti)實(shi)現(xian)向前(qian)推(tui)(tui)進的(de)(de)(de)。離(li)子推(tui)(tui)進器(qi)(qi)也是(shi)(shi)采用同樣的(de)(de)(de)噴(pen)氣式原理，但是(shi)(shi)它并不(bu)是(shi)(shi)采用燃料(liao)燃燒而(er)排出(chu)熾熱的(de)(de)(de)氣體(ti)，它所噴(pen)出(chu)的(de)(de)(de)是(shi)(shi)一束帶電粒子或是(shi)(shi)離(li)子。它所提(ti)供的(de)(de)(de)推(tui)(tui)動力或許相對較弱，但關鍵的(de)(de)(de)是(shi)(shi)這種離(li)子推(tui)(tui)進器(qi)(qi)所需要的(de)(de)(de)燃料(liao)要比普通(tong)火箭少(shao)得多(duo)。只(zhi)要離(li)子推(tui)(tui)進器(qi)(qi)能夠(gou)(gou)長期保持性能穩定，它最終將能夠(gou)(gou)把(ba)太(tai)空飛船加速(su)到(dao)更高(gao)的(de)(de)(de)速(su)度。

相關技術(shu)目前(qian)已經應用到一些太(tai)空(kong)(kong)飛船(chuan)上，比如日本的(de)(de)(de)“隼鳥”太(tai)空(kong)(kong)探測器(qi)和歐洲的(de)(de)(de)“智能(neng)1號”太(tai)空(kong)(kong)船(chuan)等，而且(qie)技術(shu)已經取得了很大的(de)(de)(de)進步(bu)(bu)。未(wei)來(lai)(lai)最有(you)希望成(cheng)為更遠(yuan)外太(tai)空(kong)(kong)旅行飛船(chuan)推(tui)進器(qi)的(de)(de)(de)可能(neng)就是(shi)VASIMR等離(li)(li)子(zi)火(huo)箭。這種火(huo)箭與一般(ban)的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)推(tui)進器(qi)稍有(you)不(bu)(bu)同(tong)。普通(tong)的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)推(tui)進器(qi)是(shi)利用強(qiang)大的(de)(de)(de)電磁場(chang)(chang)來(lai)(lai)加(jia)(jia)速(su)離(li)(li)子(zi)體，而VASIMR等離(li)(li)子(zi)火(huo)箭則(ze)是(shi)利用射(she)頻發生(sheng)器(qi)將離(li)(li)子(zi)加(jia)(jia)熱到100萬攝(she)氏(shi)度。在強(qiang)大的(de)(de)(de)磁場(chang)(chang)中，離(li)(li)子(zi)以固定的(de)(de)(de)頻率(lv)(lv)旋轉，將射(she)頻發生(sheng)器(qi)調諧到這個頻率(lv)(lv)，給離(li)(li)子(zi)注入特強(qiang)的(de)(de)(de)能(neng)量，并不(bu)(bu)斷增加(jia)(jia)推(tui)進力。試(shi)驗(yan)初步(bu)(bu)證明，如果一切(qie)順利，VASIMR等離(li)(li)子(zi)火(huo)箭將能(neng)夠推(tui)動載人飛船(chuan)在39天內到達火(huo)星。

核子脈沖推進器

可行性：非常有可能(neng)實現(xian)，但危險性很大(da)。

在(zai)這十項(xiang)技術(shu)(shu)中，在(zai)普(pu)通人看來，最(zui)危險、最(zui)不計(ji)(ji)(ji)后果的(de)一項(xiang)應該是(shi)核子(zi)脈沖推(tui)進(jin)技術(shu)(shu)。核子(zi)脈沖推(tui)進(jin)技術(shu)(shu)的(de)基本思想就是(shi)，在(zai)推(tui)進(jin)火箭的(de)尾部(bu)定(ding)期扔(reng)出(chu)一個核彈，用作(zuo)推(tui)動(dong)力(li)的(de)來源。這個匪(fei)夷所思的(de)想法，卻(que)恰恰是(shi)美(mei)國(guo)(guo)國(guo)(guo)防部(bu)高級研(yan)究(jiu)計(ji)(ji)(ji)劃(hua)(hua)署(shu)(shu)提出(chu)的(de)。高級研(yan)究(jiu)計(ji)(ji)(ji)劃(hua)(hua)署(shu)(shu)的(de)這項(xiang)研(yan)究(jiu)計(ji)(ji)(ji)劃(hua)(hua)代號為“獵(lie)戶座計(ji)(ji)(ji)劃(hua)(hua)”，是(shi)1955年美(mei)國(guo)(guo)實(shi)實(shi)在(zai)在(zai)考(kao)慮(lv)過的(de)一項(xiang)計(ji)(ji)(ji)劃(hua)(hua)。計(ji)(ji)(ji)劃(hua)(hua)的(de)目標(biao)是(shi)研(yan)究(jiu)一種適(shi)合快速星際旅行的(de)推(tui)進(jin)方案。在(zai)高級研(yan)究(jiu)計(ji)(ji)(ji)劃(hua)(hua)署(shu)(shu)最(zui)終拿出(chu)的(de)方案中，推(tui)進(jin)火箭被設計(ji)(ji)(ji)成一個巨大的(de)減震器，而且(qie)還有(you)厚重的(de)輻射屏蔽用于保護(hu)乘客的(de)安(an)全。

這個(ge)方案(an)看起來(lai)可行(xing)，但它可能(neng)會(hui)對大氣層造成嚴重(zhong)的(de)(de)輻射問題(ti)。因此，到20世(shi)紀60年代(dai)該計劃最終未能(neng)真正(zheng)實施。盡(jin)管存在(zai)許多擔憂，仍然有人在(zai)繼續研究核子脈(mo)沖推(tui)進技(ji)術。理論上講，核彈動力飛船速(su)度(du)可以達到10%的(de)(de)光速(su)。以這樣(yang)的(de)(de)速(su)度(du)到達最近的(de)(de)恒(heng)星可能(neng)需要(yao)40年。

核聚變動力火箭

可行性：有可能(neng)，但最少要(yao)數十(shi)年之后。

依靠核動力的(de)太空飛行(xing)技術并不是只有核子脈沖(chong)推(tui)(tui)進器，還有其他的(de)核能利(li)(li)用方式。比如，在火(huo)箭(jian)上(shang)安裝一個(ge)裂(lie)變反(fan)應堆，利(li)(li)用裂(lie)變反(fan)應堆提供熱量噴射(she)氣體，從而產生(sheng)推(tui)(tui)動力。不過(guo)，這種核裂(lie)變動力火(huo)箭(jian)與核聚變動力火(huo)箭(jian)相比，仍(reng)有很大的(de)差距(ju)。

在(zai)核(he)(he)(he)聚(ju)變(bian)反(fan)應中(zhong)(zhong)，核(he)(he)(he)子被迫進行聚(ju)合從而產生巨大(da)的(de)能量(liang)。大(da)多數的(de)聚(ju)變(bian)反(fan)應堆都是(shi)(shi)利用托(tuo)卡(ka)馬(ma)克(ke)裝(zhuang)置將燃(ran)料限制在(zai)一個磁場之中(zhong)(zhong)來(lai)(lai)驅動(dong)聚(ju)變(bian)反(fan)應的(de)。但是(shi)(shi)，托(tuo)卡(ka)馬(ma)克(ke)裝(zhuang)置太重，并不適合用于火(huo)箭之上。因此，核(he)(he)(he)聚(ju)變(bian)動(dong)力(li)火(huo)箭必須要(yao)采用另一種觸發聚(ju)變(bian)的(de)方法，即(ji)慣性約束核(he)(he)(he)聚(ju)變(bian)。這種設(she)計(ji)以高(gao)能光(guang)束(通常(chang)是(shi)(shi)激光(guang))來(lai)(lai)代替托(tuo)卡(ka)馬(ma)克(ke)裝(zhuang)置中(zhong)(zhong)的(de)磁常(chang)當聚(ju)變(bian)反(fan)應發生后，磁場再(zai)引(yin)導熾熱(re)離子噴向火(huo)箭尾部，實現核(he)(he)(he)聚(ju)變(bian)火(huo)箭的(de)推進力(li)。

布薩德噴氣式引擎

可行性：存在(zai)巨大技術挑(tiao)戰。

所有(you)推進火箭，包(bao)括上(shang)述的(de)(de)核聚變(bian)動力(li)火箭，都(dou)存在一(yi)個相同的(de)(de)關鍵難(nan)題。為了(le)實現(xian)更快(kuai)、更遠的(de)(de)目(mu)標，火箭上(shang)必須(xu)要攜帶更多(duo)的(de)(de)燃料，更多(duo)的(de)(de)燃料必然(ran)會(hui)增加(jia)火箭的(de)(de)重(zhong)量，進而會(hui)減小推進力(li)。如(ru)果想(xiang)實現(xian)星(xing)際間(jian)旅行，就必須(xu)要避(bi)免這種情況。于是，1960年，物理學家羅伯特-布薩德提出了(le)一(yi)種噴氣式引(yin)擎(qing)，布薩德噴氣式引(yin)擎(qing)或許可(ke)以解決(jue)這一(yi)難(nan)題。

布(bu)薩(sa)德噴(pen)氣式(shi)引(yin)擎(qing)(qing)原(yuan)理和上(shang)述核聚變動力火(huo)箭一樣(yang)，但(dan)是(shi)它并(bing)不需(xu)要攜帶足(zu)夠(gou)(gou)的(de)核燃料(liao)(liao)。它首(shou)先(xian)是(shi)將周圍太空中的(de)氫(qing)物(wu)(wu)質進行(xing)電離(li)后，然后利用強大的(de)磁(ci)場吸收(shou)這些(xie)氫(qing)離(li)子作為燃料(liao)(liao)。雖(sui)然布(bu)薩(sa)德噴(pen)氣式(shi)引(yin)擎(qing)(qing)方案沒(mei)有上(shang)述核聚變動力火(huo)箭中的(de)反(fan)應堆問題(ti)，但(dan)是(shi)它所面臨(lin)的(de)問題(ti)是(shi)磁(ci)場大小的(de)問題(ti)。由于星(xing)(xing)際空間中氫(qing)物(wu)(wu)質很少，因此它的(de)磁(ci)場必(bi)須要足(zu)夠(gou)(gou)大才可行(xing)，甚至(zhi)要延(yan)伸到(dao)數千公里之外。除(chu)非是(shi)發射(she)前進行(xing)精(jing)密的(de)計(ji)(ji)算，設計(ji)(ji)出飛(fei)船飛(fei)行(xing)的(de)精(jing)確軌道，這樣(yang)就不用攜帶多余的(de)燃料(liao)(liao)，也不再需(xu)要巨(ju)大的(de)磁(ci)常不過(guo)這種想(xiang)法(fa)又出現(xian)一個弊端，那就是(shi)飛(fei)船必(bi)須要按既定軌道飛(fei)行(xing)，不得(de)偏離(li)，而且(qie)從其他星(xing)(xing)球返程(cheng)則變得(de)更加困難。

太陽帆推進技術

可(ke)行性：完全有可(ke)能，但適應(ying)空間有限。

這(zhe)是(shi)另一(yi)(yi)項不需要攜帶足夠(gou)燃(ran)料(liao)的(de)(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)(shu)，因(yin)而(er)理論(lun)上講(jiang)也可達(da)到極高的(de)(de)(de)速度(du)，不過它往(wang)往(wang)需要一(yi)(yi)個(ge)時間過程才可完成(cheng)這(zhe)一(yi)(yi)目(mu)標。與傳(chuan)統的(de)(de)(de)利用風力進行航行的(de)(de)(de)帆(fan)(fan)船(chuan)相比(bi)，太(tai)陽(yang)帆(fan)(fan)是(shi)從太(tai)陽(yang)光線中吸(xi)取能量。目(mu)前，太(tai)陽(yang)帆(fan)(fan)推進技(ji)(ji)術(shu)(shu)已在(zai)地球的(de)(de)(de)真(zhen)空(kong)室內(nei)取得試驗(yan)成(cheng)功。然而(er)，在(zai)太(tai)空(kong)軌道(dao)上實施相關試驗(yan)則以不幸而(er)告(gao)終。比(bi)如，2005年，世界(jie)上最(zui)大的(de)(de)(de)業余太(tai)空(kong)科學組織美國行星協(xie)會(hui)研(yan)制了一(yi)(yi)艘(sou)名為“宇宙1號”的(de)(de)(de)太(tai)空(kong)飛船(chuan)，它的(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)帆(fan)(fan)運(yun)載火箭因(yin)故障而(er)墜毀(hui)。

盡管在技(ji)術(shu)的萌芽階段出現許多問題(ti)，但是(shi)太(tai)陽(yang)帆仍然是(shi)一(yi)個非常(chang)有希望(wang)的未來太(tai)空技(ji)術(shu)。至少它(ta)可(ke)(ke)以(yi)保(bao)證(zheng)在太(tai)陽(yang)系內(nei)飛行，太(tai)陽(yang)的光線(xian)可(ke)(ke)以(yi)為它(ta)提供(gong)最(zui)強大(da)的推(tui)進力。將(jiang)來，人類將(jiang)可(ke)(ke)能(neng)會主要利用太(tai)陽(yang)能(neng)實現星際間旅行。

磁場帆推進技術

可(ke)行性：只適合相對(dui)較近距離(li)太空旅行，如太陽(yang)系內。

與(yu)(yu)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)帆(fan)(fan)不同(tong)的(de)(de)是(shi)，磁場(chang)帆(fan)(fan)是(shi)由(you)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)風提(ti)供(gong)推動(dong)力，而(er)不是(shi)由(you)光線提(ti)供(gong)推動(dong)力。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)風是(shi)一(yi)種擁有自己磁場(chang)的(de)(de)帶電(dian)(dian)粒(li)子(zi)流(liu)。科學家提(ti)出，在太(tai)(tai)(tai)(tai)空飛船周圍(wei)制(zhi)造一(yi)個與(yu)(yu)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)風磁場(chang)相(xiang)排斥的(de)(de)磁場(chang)，這樣就可利用(yong)磁場(chang)的(de)(de)排斥力推動(dong)太(tai)(tai)(tai)(tai)空飛船飛行。與(yu)(yu)此相(xiang)近的(de)(de)相(xiang)關技術還有“太(tai)(tai)(tai)(tai)空蛛網”技術，這種技術就是(shi)在太(tai)(tai)(tai)(tai)空飛船周圍(wei)延伸出一(yi)個帶正電(dian)(dian)的(de)(de)電(dian)(dian)網，這樣的(de)(de)電(dian)(dian)網可以與(yu)(yu)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)風中的(de)(de)大量的(de)(de)陽(yang)(yang)離子(zi)相(xiang)排斥，從而(er)獲(huo)得(de)推進(jin)力。

不管(guan)是磁場帆，還是“太空蛛網”技術(shu)，都是在利(li)用磁場進行(xing)“沖(chong)浪(lang)”，磁場力使得太空船能夠改變軌(gui)道，甚至(zhi)駛離行(xing)星(xing)際空間。然而，太陽(yang)帆和(he)磁場帆都不適合恒星(xing)間旅行(xing)。當它們遠離太陽(yang)時，光線和(he)太陽(yang)風的(de)強度都急劇下降。因此，在太陽(yang)系外，它們沒有足(zu)夠的(de)動力駛往其它恒星(xing)。

激光動力推進器

可行性：存在極大的技(ji)術(shu)挑(tiao)戰(zhan)。

既然太(tai)陽(yang)不(bu)足以(yi)推動(dong)恒星際太(tai)空(kong)飛(fei)船(chuan)，于是(shi)(shi)有科學家提出了激光(guang)(guang)動(dong)力(li)推進器(qi)技(ji)(ji)術，利用一束強大(da)的(de)(de)激光(guang)(guang)將飛(fei)船(chuan)推向太(tai)空(kong)，其中一項技(ji)(ji)術就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)“激光(guang)(guang)燒(shao)(shao)蝕”技(ji)(ji)術。所謂(wei)的(de)(de)“激光(guang)(guang)燒(shao)(shao)蝕”就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)利用強大(da)的(de)(de)激光(guang)(guang)來(lai)燒(shao)(shao)蝕飛(fei)船(chuan)尾部的(de)(de)特殊金屬，金屬逐漸蒸發形成蒸汽從(cong)(cong)而提供推進力(li)。另一種相似的(de)(de)技(ji)(ji)術就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)由物理(li)學家和科幻小說家格里高利-本福德所提出的(de)(de)太(tai)陽(yang)帆技(ji)(ji)術，就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)在太(tai)空(kong)飛(fei)船(chuan)上(shang)安裝一種太(tai)陽(yang)帆，太(tai)陽(yang)帆上(shang)涂有一層特殊的(de)(de)油漆(qi)。從(cong)(cong)地面之上(shang)發送微波束，微波束“燃燒(shao)(shao)”特殊油漆(qi)中的(de)(de)分子從(cong)(cong)而產生推進力(li)。這種技(ji)(ji)術或許將使得行星際間(jian)旅行更快。

激光動力推進技術也(ye)存在許多重大挑戰。首先，激光束必須(xu)要(yao)精(jing)確聚焦于飛船(chuan)之下，即(ji)使距離再(zai)遠，激光束都不能(neng)有(you)絲毫誤(wu)差(cha)。否(fou)則，飛船(chuan)會(hui)因為得(de)不到(dao)足夠(gou)的能(neng)量而墜毀。其次，激光束生成(cheng)設施的功率必須(xu)要(yao)超級強大。在某(mou)種情況下，它所(suo)需要(yao)的能(neng)量可能(neng)會(hui)比人類目前所(suo)有(you)的能(neng)量輸出還要(yao)大得(de)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爾-阿爾庫比列提(ti)出(chu)了(le)星(xing)(xing)際物質(zhi)利用技術。在(zai)這(zhe)種(zhong)設想中(zhong)，飛船推進力主要(yao)由一(yi)種(zhong)至今未被發現的(de)物質(zhi)--“外星(xing)(xing)”物質(zhi)提(ti)供。這(zhe)是一(yi)種(zhong)粒子，具有負質(zhi)量和負壓力。它可以扭曲時(shi)空(kong)，從而使飛船快速接近前方(fang)的(de)空(kong)間，而后方(fang)的(de)空(kong)間在(zai)不斷擴張。飛船就好像處于一(yi)個不斷膨脹(zhang)的(de)泡泡中(zhong)，可以飛得比光速快，而且不會違背相對(dui)論的(de)原理。

然(ran)而(er)，阿爾(er)庫(ku)比列的(de)技術(shu)思(si)想存(cun)在許(xu)多(duo)問題。首(shou)先，為了(le)維持這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)時空(kong)扭(niu)曲，需要(yao)(yao)巨(ju)大(da)的(de)能(neng)(neng)量，這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)能(neng)(neng)量或許(xu)會(hui)比整(zheng)個宇(yu)宙(zhou)的(de)全部能(neng)(neng)量都(dou)要(yao)(yao)大(da)。其次，這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)驅動器可能(neng)(neng)會(hui)釋放出大(da)量的(de)輻射物(wu)，嚴(yan)重(zhong)威脅飛(fei)船乘(cheng)客的(de)生命安全。此外(wai)，關于(yu)這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)外(wai)星物(wu)質是否存(cun)在，至今未有(you)定論(lun)。因此，從物(wu)理學(xue)上講，很難實現(xian)這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)扭(niu)曲的(de)泡泡。

蟲洞利用技術

可行性：完全不可能。

既(ji)然有人(ren)可以想(xiang)(xiang)到時(shi)(shi)空(kong)(kong)扭(niu)曲，于是(shi)就有其他科學(xue)家(jia)想(xiang)(xiang)到了時(shi)(shi)空(kong)(kong)隧(sui)道。他們(men)認為(wei)，或(huo)許(xu)利用蟲洞(dong)可以實(shi)現這一想(xiang)(xiang)法。蟲洞(dong)的(de)概念是(shi)由(you)美國著名(ming)物理學(xue)家(jia)約翰-威勒爾提出的(de)，意思是(shi)宇宙中可能存在(zai)的(de)連接兩個不同時(shi)(shi)空(kong)(kong)的(de)狹窄隧(sui)道。關鍵的(de)問題(ti)是(shi)，蟲洞(dong)確實(shi)存在(zai)嗎？如果存在(zai)，我們(men)是(shi)否能夠穿越它們(men)？然而(er)，這些(xie)問題(ti)至今(jin)沒有答案。可能與上述的(de)未知外(wai)星物質一樣，蟲洞(dong)并不存在(zai)。

20世紀90年代(dai)，物理學家塞爾古-科拉(la)斯尼科夫又提(ti)出了另一種蟲洞概(gai)念(nian)。然(ran)而，所(suo)有這(zhe)些蟲洞理論都不(bu)能提(ti)供蟲洞確(que)切存(cun)在的(de)證據(ju)，更無法(fa)提(ti)出一種切實(shi)可行的(de)時空穿梭方法(fa)。如果科學家們能夠找(zhao)到答案的(de)話，那么(me)太空飛船的(de)速度將不(bu)僅僅是光速的(de)概(gai)念(nian)。