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離子推進器

可行性(xing)：數(shu)年后或將實現。

傳統的(de)火箭(jian)(jian)是(shi)(shi)(shi)通過尾部噴(pen)出高速的(de)氣體(ti)實現向(xiang)前推(tui)(tui)進(jin)的(de)。離(li)子推(tui)(tui)進(jin)器(qi)也是(shi)(shi)(shi)采用同樣的(de)噴(pen)氣式原理，但是(shi)(shi)(shi)它并(bing)不是(shi)(shi)(shi)采用燃(ran)(ran)料燃(ran)(ran)燒而排出熾熱的(de)氣體(ti)，它所噴(pen)出的(de)是(shi)(shi)(shi)一束帶電(dian)粒子或(huo)是(shi)(shi)(shi)離(li)子。它所提供的(de)推(tui)(tui)動(dong)力或(huo)許相(xiang)對較弱，但關鍵的(de)是(shi)(shi)(shi)這種(zhong)離(li)子推(tui)(tui)進(jin)器(qi)所需(xu)要的(de)燃(ran)(ran)料要比(bi)普(pu)通火箭(jian)(jian)少得多。只要離(li)子推(tui)(tui)進(jin)器(qi)能夠長期保持性(xing)能穩定，它最終將能夠把太空飛船(chuan)加速到更(geng)高的(de)速度。

相關技術(shu)目前已經應用到(dao)一些太空飛(fei)船(chuan)上，比如(ru)(ru)日本(ben)的(de)“隼鳥(niao)”太空探測器(qi)(qi)(qi)和歐洲的(de)“智能1號”太空船(chuan)等(deng)，而(er)且技術(shu)已經取得了(le)很大的(de)進步。未來最有希望成(cheng)為更遠(yuan)外(wai)太空旅行(xing)飛(fei)船(chuan)推進器(qi)(qi)(qi)的(de)可能就是(shi)VASIMR等(deng)離(li)(li)子火(huo)箭(jian)。這種(zhong)火(huo)箭(jian)與一般的(de)離(li)(li)子推進器(qi)(qi)(qi)稍有不同。普通(tong)的(de)離(li)(li)子推進器(qi)(qi)(qi)是(shi)利(li)用強(qiang)大的(de)電磁場來加(jia)(jia)速(su)離(li)(li)子體，而(er)VASIMR等(deng)離(li)(li)子火(huo)箭(jian)則是(shi)利(li)用射頻(pin)發(fa)生器(qi)(qi)(qi)將離(li)(li)子加(jia)(jia)熱(re)到(dao)100萬攝氏(shi)度。在(zai)強(qiang)大的(de)磁場中，離(li)(li)子以(yi)固定(ding)的(de)頻(pin)率旋轉，將射頻(pin)發(fa)生器(qi)(qi)(qi)調(diao)諧到(dao)這個頻(pin)率，給離(li)(li)子注入特強(qiang)的(de)能量(liang)，并不斷增加(jia)(jia)推進力(li)。試驗初步證明，如(ru)(ru)果一切順利(li)，VASIMR等(deng)離(li)(li)子火(huo)箭(jian)將能夠推動載人飛(fei)船(chuan)在(zai)39天(tian)內到(dao)達火(huo)星(xing)。

核子脈沖推進器

可行性：非(fei)常有可能實現(xian)，但危險性很(hen)大。

在(zai)(zai)這(zhe)十項(xiang)技(ji)術中，在(zai)(zai)普通(tong)人(ren)看來(lai)，最危(wei)險、最不計(ji)(ji)(ji)后果的(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)項(xiang)應該是(shi)核子(zi)脈沖推(tui)進(jin)(jin)技(ji)術。核子(zi)脈沖推(tui)進(jin)(jin)技(ji)術的(de)基本思想(xiang)就(jiu)是(shi)，在(zai)(zai)推(tui)進(jin)(jin)火箭(jian)的(de)尾部定期扔(reng)出一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)核彈，用作推(tui)動力的(de)來(lai)源(yuan)。這(zhe)個(ge)匪(fei)夷所思的(de)想(xiang)法，卻(que)恰(qia)恰(qia)是(shi)美(mei)國國防部高(gao)級研(yan)究計(ji)(ji)(ji)劃(hua)(hua)(hua)署提出的(de)。高(gao)級研(yan)究計(ji)(ji)(ji)劃(hua)(hua)(hua)署的(de)這(zhe)項(xiang)研(yan)究計(ji)(ji)(ji)劃(hua)(hua)(hua)代號為“獵戶座計(ji)(ji)(ji)劃(hua)(hua)(hua)”，是(shi)1955年美(mei)國實實在(zai)(zai)在(zai)(zai)考慮過的(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)項(xiang)計(ji)(ji)(ji)劃(hua)(hua)(hua)。計(ji)(ji)(ji)劃(hua)(hua)(hua)的(de)目標是(shi)研(yan)究一(yi)(yi)(yi)(yi)種適(shi)合快速星際旅行的(de)推(tui)進(jin)(jin)方案。在(zai)(zai)高(gao)級研(yan)究計(ji)(ji)(ji)劃(hua)(hua)(hua)署最終拿出的(de)方案中，推(tui)進(jin)(jin)火箭(jian)被(bei)設計(ji)(ji)(ji)成一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)巨大的(de)減震(zhen)器，而且還(huan)有(you)厚(hou)重的(de)輻射(she)屏蔽用于(yu)保(bao)護乘客的(de)安(an)全(quan)。

這(zhe)(zhe)個方案看起來可行，但它可能(neng)會對大氣層(ceng)造成嚴重的(de)輻射(she)問題。因此，到20世紀60年代該計劃最終未能(neng)真正實施。盡管存(cun)在(zai)許(xu)多擔憂，仍(reng)然有人在(zai)繼續研究核子脈沖推進技術(shu)。理論上講，核彈動力飛船(chuan)速(su)度(du)可以(yi)達到10%的(de)光(guang)速(su)。以(yi)這(zhe)(zhe)樣的(de)速(su)度(du)到達最近的(de)恒星可能(neng)需要40年。

核聚變動力火箭

可(ke)行(xing)性：有可(ke)能，但(dan)最(zui)少要(yao)數十年之(zhi)后(hou)。

依靠核(he)動(dong)力的(de)太空飛行技(ji)術并不(bu)是只(zhi)有核(he)子脈沖(chong)推(tui)進器，還有其他的(de)核(he)能利用方式。比(bi)如，在火箭(jian)上安裝一個裂(lie)變(bian)(bian)反(fan)應堆(dui)，利用裂(lie)變(bian)(bian)反(fan)應堆(dui)提(ti)供熱(re)量噴(pen)射氣體，從而產生推(tui)動(dong)力。不(bu)過(guo)，這種核(he)裂(lie)變(bian)(bian)動(dong)力火箭(jian)與(yu)核(he)聚(ju)變(bian)(bian)動(dong)力火箭(jian)相比(bi)，仍有很大(da)的(de)差(cha)距。

在(zai)核聚(ju)變(bian)反(fan)應中(zhong)(zhong)，核子被迫進(jin)行(xing)聚(ju)合從而產生(sheng)巨大的能(neng)量。大多數的聚(ju)變(bian)反(fan)應堆都是(shi)利用托(tuo)卡(ka)馬(ma)克裝置將燃料限制在(zai)一個(ge)磁(ci)場之中(zhong)(zhong)來驅動聚(ju)變(bian)反(fan)應的。但是(shi)，托(tuo)卡(ka)馬(ma)克裝置太(tai)重，并不適合用于火箭(jian)(jian)(jian)(jian)之上。因此，核聚(ju)變(bian)動力火箭(jian)(jian)(jian)(jian)必(bi)須要采用另一種觸(chu)發(fa)聚(ju)變(bian)的方(fang)法(fa)，即慣性約束(shu)(shu)核聚(ju)變(bian)。這種設(she)計以高能(neng)光束(shu)(shu)(通常是(shi)激光)來代(dai)替托(tuo)卡(ka)馬(ma)克裝置中(zhong)(zhong)的磁(ci)常當聚(ju)變(bian)反(fan)應發(fa)生(sheng)后，磁(ci)場再引導熾熱離子噴(pen)向(xiang)火箭(jian)(jian)(jian)(jian)尾部，實(shi)現核聚(ju)變(bian)火箭(jian)(jian)(jian)(jian)的推進(jin)力。

布薩德噴氣式引擎

可(ke)行性：存(cun)在巨大技術挑戰(zhan)。

所有(you)推進(jin)火箭(jian)，包括上述的(de)(de)核(he)聚變動力(li)火箭(jian)，都存在(zai)一(yi)個相同的(de)(de)關鍵難題。為了實現(xian)更(geng)(geng)快、更(geng)(geng)遠的(de)(de)目標，火箭(jian)上必須(xu)要攜(xie)帶更(geng)(geng)多(duo)的(de)(de)燃料(liao)，更(geng)(geng)多(duo)的(de)(de)燃料(liao)必然會增加火箭(jian)的(de)(de)重量，進(jin)而(er)會減小(xiao)推進(jin)力(li)。如果(guo)想實現(xian)星際間旅行，就必須(xu)要避免這(zhe)種(zhong)情況。于是，1960年，物理學家羅伯特-布(bu)薩德提出了一(yi)種(zhong)噴氣式(shi)(shi)引擎(qing)，布(bu)薩德噴氣式(shi)(shi)引擎(qing)或(huo)許可以解決(jue)這(zhe)一(yi)難題。

布薩德(de)噴氣式引擎原(yuan)理和上(shang)述核聚變動力火(huo)箭(jian)一樣，但(dan)(dan)是(shi)它并不(bu)需(xu)要(yao)(yao)攜帶(dai)足夠(gou)的(de)(de)(de)核燃料(liao)(liao)。它首(shou)先(xian)是(shi)將周圍太空(kong)中的(de)(de)(de)氫物質進行(xing)電離(li)(li)后，然后利(li)用強大(da)的(de)(de)(de)磁場吸收這些氫離(li)(li)子作為燃料(liao)(liao)。雖然布薩德(de)噴氣式引擎方案沒(mei)有上(shang)述核聚變動力火(huo)箭(jian)中的(de)(de)(de)反應堆問(wen)題，但(dan)(dan)是(shi)它所(suo)面臨的(de)(de)(de)問(wen)題是(shi)磁場大(da)小的(de)(de)(de)問(wen)題。由于星(xing)(xing)際空(kong)間中氫物質很少，因此它的(de)(de)(de)磁場必須要(yao)(yao)足夠(gou)大(da)才可行(xing)，甚至要(yao)(yao)延伸到數(shu)千公里之外。除非是(shi)發射前進行(xing)精密(mi)的(de)(de)(de)計算(suan)，設計出飛船(chuan)飛行(xing)的(de)(de)(de)精確軌道(dao)，這樣就不(bu)用攜帶(dai)多余的(de)(de)(de)燃料(liao)(liao)，也不(bu)再(zai)需(xu)要(yao)(yao)巨大(da)的(de)(de)(de)磁常不(bu)過這種想法又出現(xian)一個弊端(duan)，那就是(shi)飛船(chuan)必須要(yao)(yao)按既定軌道(dao)飛行(xing)，不(bu)得(de)偏離(li)(li)，而且(qie)從其他星(xing)(xing)球返程則(ze)變得(de)更加(jia)困難。

太陽帆推進技術

可行性：完全(quan)有可能(neng)，但適(shi)應(ying)空間有限(xian)。

這是另一(yi)項(xiang)不需要攜帶足夠燃料(liao)的(de)(de)(de)(de)技術，因(yin)(yin)而理論上講也可(ke)達(da)到極高的(de)(de)(de)(de)速度，不過(guo)它往(wang)往(wang)需要一(yi)個時間過(guo)程才可(ke)完(wan)成這一(yi)目標。與傳統的(de)(de)(de)(de)利用(yong)風力進行(xing)(xing)航行(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)帆船相比，太陽(yang)帆是從太陽(yang)光(guang)線中吸取(qu)能量。目前(qian)，太陽(yang)帆推進技術已在(zai)地球(qiu)的(de)(de)(de)(de)真空(kong)(kong)室內(nei)取(qu)得試(shi)驗成功。然而，在(zai)太空(kong)(kong)軌道上實(shi)施相關試(shi)驗則以不幸而告終。比如(ru)，2005年，世界(jie)上最大(da)的(de)(de)(de)(de)業余(yu)太空(kong)(kong)科(ke)學(xue)組織美國行(xing)(xing)星協會(hui)研制了一(yi)艘名為(wei)“宇宙(zhou)1號(hao)”的(de)(de)(de)(de)太空(kong)(kong)飛船，它的(de)(de)(de)(de)太陽(yang)帆運(yun)載火箭因(yin)(yin)故障(zhang)而墜(zhui)毀。

盡管在技術(shu)的(de)萌芽(ya)階段出(chu)現許多問題，但是太(tai)陽(yang)帆仍(reng)然(ran)是一(yi)個非常有(you)希望(wang)的(de)未來太(tai)空(kong)技術(shu)。至少它可(ke)以保證在太(tai)陽(yang)系內飛行，太(tai)陽(yang)的(de)光線可(ke)以為(wei)它提供(gong)最強大(da)的(de)推(tui)進(jin)力。將來，人類將可(ke)能會主要利用太(tai)陽(yang)能實現星(xing)際間旅行。

磁場帆推進技術

可行(xing)性：只適(shi)合相對較近距離(li)太空旅行(xing)，如太陽系內。

與(yu)太(tai)(tai)(tai)陽帆(fan)不同(tong)的是，磁場(chang)帆(fan)是由(you)太(tai)(tai)(tai)陽風(feng)提(ti)供推(tui)動(dong)力(li)，而不是由(you)光線提(ti)供推(tui)動(dong)力(li)。太(tai)(tai)(tai)陽風(feng)是一種擁(yong)有自(zi)己磁場(chang)的帶電(dian)粒(li)子(zi)流。科學(xue)家提(ti)出，在太(tai)(tai)(tai)空(kong)飛船(chuan)周圍制造一個(ge)與(yu)太(tai)(tai)(tai)陽風(feng)磁場(chang)相(xiang)排斥的磁場(chang)，這樣就(jiu)可利用磁場(chang)的排斥力(li)推(tui)動(dong)太(tai)(tai)(tai)空(kong)飛船(chuan)飛行(xing)。與(yu)此(ci)相(xiang)近的相(xiang)關技(ji)術還(huan)有“太(tai)(tai)(tai)空(kong)蛛(zhu)網(wang)”技(ji)術，這種技(ji)術就(jiu)是在太(tai)(tai)(tai)空(kong)飛船(chuan)周圍延(yan)伸出一個(ge)帶正電(dian)的電(dian)網(wang)，這樣的電(dian)網(wang)可以與(yu)太(tai)(tai)(tai)陽風(feng)中的大量的陽離(li)子(zi)相(xiang)排斥，從而獲(huo)得推(tui)進力(li)。

不管是(shi)磁場帆(fan)，還是(shi)“太(tai)空蛛網(wang)”技術(shu)，都(dou)是(shi)在利(li)用磁場進(jin)行(xing)“沖浪”，磁場力使得太(tai)空船能夠改變軌道，甚至(zhi)駛離行(xing)星(xing)際空間。然而，太(tai)陽(yang)帆(fan)和(he)磁場帆(fan)都(dou)不適合恒(heng)星(xing)間旅行(xing)。當它(ta)們遠離太(tai)陽(yang)時，光線和(he)太(tai)陽(yang)風的強度都(dou)急劇下降。因(yin)此，在太(tai)陽(yang)系外，它(ta)們沒有足(zu)夠的動力駛往其它(ta)恒(heng)星(xing)。

激光動力推進器

可行性：存在極大的技術挑戰。

既(ji)然太(tai)(tai)(tai)陽(yang)不足以推(tui)(tui)動(dong)恒星際(ji)太(tai)(tai)(tai)空飛(fei)船，于是有(you)科學家(jia)(jia)提出(chu)了激(ji)光(guang)(guang)(guang)動(dong)力(li)推(tui)(tui)進(jin)器技術(shu)，利用(yong)一(yi)束(shu)強(qiang)大(da)的(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)將(jiang)飛(fei)船推(tui)(tui)向太(tai)(tai)(tai)空，其中(zhong)一(yi)項技術(shu)就是“激(ji)光(guang)(guang)(guang)燒(shao)蝕”技術(shu)。所(suo)謂的(de)“激(ji)光(guang)(guang)(guang)燒(shao)蝕”就是利用(yong)強(qiang)大(da)的(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)來燒(shao)蝕飛(fei)船尾部的(de)特(te)殊金屬(shu)，金屬(shu)逐漸蒸發形(xing)成蒸汽從(cong)而提供推(tui)(tui)進(jin)力(li)。另(ling)一(yi)種(zhong)相似的(de)技術(shu)就是由(you)物理學家(jia)(jia)和科幻小說家(jia)(jia)格里高利-本(ben)福德(de)所(suo)提出(chu)的(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)帆(fan)技術(shu)，就是在太(tai)(tai)(tai)空飛(fei)船上(shang)安裝(zhuang)一(yi)種(zhong)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)帆(fan)，太(tai)(tai)(tai)陽(yang)帆(fan)上(shang)涂有(you)一(yi)層特(te)殊的(de)油漆。從(cong)地面之上(shang)發送微(wei)波(bo)束(shu)，微(wei)波(bo)束(shu)“燃(ran)燒(shao)”特(te)殊油漆中(zhong)的(de)分子從(cong)而產(chan)生推(tui)(tui)進(jin)力(li)。這(zhe)種(zhong)技術(shu)或許將(jiang)使得行星際(ji)間旅行更快。

激(ji)光動力推進技(ji)術也存(cun)在許多重(zhong)大(da)挑戰。首先，激(ji)光束(shu)必須要精確(que)聚焦(jiao)于(yu)飛船(chuan)之下，即使距離再遠，激(ji)光束(shu)都不能(neng)(neng)有絲毫(hao)誤差(cha)。否則，飛船(chuan)會(hui)因為得不到足夠(gou)的(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)而墜毀。其次(ci)，激(ji)光束(shu)生成設施的(de)功(gong)率必須要超級強大(da)。在某種情況下，它所需要的(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)可能(neng)(neng)會(hui)比(bi)人類目(mu)前所有的(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)輸(shu)出還要大(da)得多。

時空扭曲技術

可行性：不太(tai)可能。

1994年，威爾士大學(xue)(xue)物(wu)(wu)理學(xue)(xue)家米古爾-阿爾庫比(bi)列提出了星際物(wu)(wu)質(zhi)利(li)用技術。在這種設想中(zhong)，飛船推進力主要由(you)一種至今未被發現的(de)物(wu)(wu)質(zhi)--“外(wai)星”物(wu)(wu)質(zhi)提供。這是一種粒(li)子，具(ju)有負(fu)質(zhi)量(liang)和(he)負(fu)壓(ya)力。它可(ke)以扭(niu)曲(qu)時(shi)空(kong)，從而使飛船快(kuai)速(su)接近前方的(de)空(kong)間，而后方的(de)空(kong)間在不斷擴張。飛船就好像處(chu)于一個不斷膨脹(zhang)的(de)泡(pao)泡(pao)中(zhong)，可(ke)以飛得比(bi)光速(su)快(kuai)，而且不會違背(bei)相對論的(de)原理。

然(ran)而(er)，阿爾(er)庫比列(lie)的技術思想存在許(xu)多(duo)問(wen)題。首先，為了維持這(zhe)種時(shi)空扭(niu)曲，需要巨大(da)的能(neng)量(liang)，這(zhe)種能(neng)量(liang)或(huo)許(xu)會比整個宇宙的全(quan)(quan)部能(neng)量(liang)都(dou)要大(da)。其次(ci)，這(zhe)種驅動(dong)器可(ke)能(neng)會釋(shi)放(fang)出大(da)量(liang)的輻(fu)射(she)物(wu)，嚴重(zhong)威脅飛船乘客的生命(ming)安全(quan)(quan)。此外，關(guan)于這(zhe)種外星物(wu)質是(shi)否存在，至今未有定論。因此，從物(wu)理(li)學(xue)上(shang)講，很難實現這(zhe)種扭(niu)曲的泡泡。

蟲洞利用技術

可行性：完全不可能。

既(ji)然(ran)有(you)人可(ke)以想到(dao)時(shi)空扭(niu)曲(qu)，于是(shi)就有(you)其他科學(xue)(xue)家想到(dao)了(le)時(shi)空隧道。他們(men)認為，或許(xu)利(li)用蟲(chong)洞可(ke)以實(shi)現這(zhe)一(yi)想法。蟲(chong)洞的(de)概念(nian)是(shi)由美國著名物理(li)學(xue)(xue)家約翰-威勒爾提出的(de)，意思是(shi)宇宙中可(ke)能(neng)存在的(de)連接(jie)兩(liang)個不同(tong)時(shi)空的(de)狹(xia)窄隧道。關(guan)鍵的(de)問題是(shi)，蟲(chong)洞確實(shi)存在嗎？如(ru)果存在，我們(men)是(shi)否(fou)能(neng)夠(gou)穿越(yue)它們(men)？然(ran)而，這(zhe)些(xie)問題至(zhi)今沒有(you)答案。可(ke)能(neng)與上述(shu)的(de)未知(zhi)外星物質一(yi)樣，蟲(chong)洞并不存在。

20世紀90年(nian)代，物理學家(jia)塞爾古(gu)-科拉(la)斯(si)尼科夫(fu)又(you)提(ti)(ti)出(chu)了另一(yi)種蟲(chong)洞概念。然而，所有這些蟲(chong)洞理論都不(bu)能提(ti)(ti)供蟲(chong)洞確切存在的證(zheng)據(ju)，更無(wu)法提(ti)(ti)出(chu)一(yi)種切實可(ke)行的時空穿(chuan)梭方法。如(ru)果科學家(jia)們(men)能夠找(zhao)到答(da)案(an)的話，那么太空飛(fei)船的速度將(jiang)不(bu)僅(jin)僅(jin)是光速的概念。