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離子推進器

可行性：數年后或將實現。

傳統的(de)(de)(de)(de)(de)火(huo)箭(jian)是(shi)通過尾部噴(pen)出高(gao)速的(de)(de)(de)(de)(de)氣體實現向(xiang)前推(tui)(tui)進(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)。離(li)(li)子(zi)推(tui)(tui)進(jin)(jin)器也是(shi)采用同樣的(de)(de)(de)(de)(de)噴(pen)氣式(shi)原理，但是(shi)它并不(bu)是(shi)采用燃料燃燒而排出熾熱的(de)(de)(de)(de)(de)氣體，它所(suo)噴(pen)出的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)一束帶(dai)電粒子(zi)或是(shi)離(li)(li)子(zi)。它所(suo)提(ti)供的(de)(de)(de)(de)(de)推(tui)(tui)動(dong)力或許相對較(jiao)弱，但關鍵的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)這種(zhong)離(li)(li)子(zi)推(tui)(tui)進(jin)(jin)器所(suo)需要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)燃料要(yao)(yao)比普(pu)通火(huo)箭(jian)少得(de)多。只要(yao)(yao)離(li)(li)子(zi)推(tui)(tui)進(jin)(jin)器能(neng)(neng)夠(gou)長(chang)期保持性能(neng)(neng)穩(wen)定(ding)，它最終將(jiang)能(neng)(neng)夠(gou)把太空飛船(chuan)加(jia)速到更高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)速度(du)。

相關技術目(mu)前已經應(ying)用(yong)到一些太空(kong)飛船上，比(bi)如日本的(de)(de)“隼鳥”太空(kong)探測器(qi)和(he)歐洲的(de)(de)“智能(neng)1號”太空(kong)船等，而(er)且技術已經取得了很(hen)大(da)(da)的(de)(de)進(jin)步(bu)。未來(lai)最(zui)有希望成為更遠外(wai)太空(kong)旅行飛船推(tui)(tui)進(jin)器(qi)的(de)(de)可能(neng)就是VASIMR等離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)火(huo)箭。這種火(huo)箭與一般的(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)推(tui)(tui)進(jin)器(qi)稍有不(bu)同。普通的(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)推(tui)(tui)進(jin)器(qi)是利(li)(li)用(yong)強(qiang)大(da)(da)的(de)(de)電(dian)磁(ci)場來(lai)加(jia)速離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)體，而(er)VASIMR等離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)火(huo)箭則(ze)是利(li)(li)用(yong)射(she)頻(pin)發(fa)生器(qi)將(jiang)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)加(jia)熱(re)到100萬攝氏度(du)。在強(qiang)大(da)(da)的(de)(de)磁(ci)場中，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)以固定的(de)(de)頻(pin)率旋轉，將(jiang)射(she)頻(pin)發(fa)生器(qi)調(diao)諧到這個頻(pin)率，給(gei)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)注入特強(qiang)的(de)(de)能(neng)量(liang)，并不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)推(tui)(tui)進(jin)力。試驗初步(bu)證明，如果(guo)一切順利(li)(li)，VASIMR等離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)火(huo)箭將(jiang)能(neng)夠推(tui)(tui)動載人飛船在39天內到達火(huo)星。

核子脈沖推進器

可行性：非常有(you)可能實現，但危險性很大。

在(zai)這十項技術中(zhong)，在(zai)普通人看來，最危險(xian)、最不計(ji)(ji)后果(guo)的(de)(de)一項應該是核子(zi)脈沖推(tui)(tui)進(jin)技術。核子(zi)脈沖推(tui)(tui)進(jin)技術的(de)(de)基本(ben)思想就是，在(zai)推(tui)(tui)進(jin)火(huo)(huo)箭的(de)(de)尾部定期(qi)扔出(chu)一個(ge)(ge)核彈，用作推(tui)(tui)動力(li)的(de)(de)來源。這個(ge)(ge)匪(fei)夷所思的(de)(de)想法，卻恰恰是美(mei)國(guo)國(guo)防部高(gao)(gao)級研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)計(ji)(ji)劃(hua)署提出(chu)的(de)(de)。高(gao)(gao)級研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)計(ji)(ji)劃(hua)署的(de)(de)這項研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)計(ji)(ji)劃(hua)代號為“獵戶座計(ji)(ji)劃(hua)”，是1955年美(mei)國(guo)實(shi)實(shi)在(zai)在(zai)考慮過的(de)(de)一項計(ji)(ji)劃(hua)。計(ji)(ji)劃(hua)的(de)(de)目(mu)標(biao)是研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)一種適合快(kuai)速星際旅(lv)行的(de)(de)推(tui)(tui)進(jin)方(fang)案(an)。在(zai)高(gao)(gao)級研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)計(ji)(ji)劃(hua)署最終拿出(chu)的(de)(de)方(fang)案(an)中(zhong)，推(tui)(tui)進(jin)火(huo)(huo)箭被設計(ji)(ji)成一個(ge)(ge)巨(ju)大的(de)(de)減震器，而且還有厚重的(de)(de)輻射屏蔽用于保護乘客(ke)的(de)(de)安全。

這個方案看起來可行，但(dan)它可能(neng)(neng)會對大氣層造成嚴重的輻射問題。因(yin)此，到(dao)20世紀60年(nian)代該(gai)計(ji)劃最(zui)終未能(neng)(neng)真正實施。盡管存(cun)在(zai)(zai)許(xu)多擔憂(you)，仍然(ran)有人(ren)在(zai)(zai)繼續研究核(he)(he)子脈沖(chong)推進技術。理論上講，核(he)(he)彈動力飛船速度可以(yi)(yi)達到(dao)10%的光速。以(yi)(yi)這樣的速度到(dao)達最(zui)近的恒星(xing)可能(neng)(neng)需要40年(nian)。

核聚變動力火箭

可行性：有(you)可能，但最少要數十年之后(hou)。

依靠核(he)動(dong)(dong)(dong)力(li)(li)的太空飛行技(ji)術并不(bu)是只有核(he)子脈沖推進(jin)器，還有其(qi)他的核(he)能利用(yong)方式。比(bi)如，在(zai)火(huo)箭(jian)上安(an)裝一(yi)個裂(lie)變反(fan)應堆，利用(yong)裂(lie)變反(fan)應堆提供熱量噴射氣體，從而產生推動(dong)(dong)(dong)力(li)(li)。不(bu)過，這種核(he)裂(lie)變動(dong)(dong)(dong)力(li)(li)火(huo)箭(jian)與(yu)核(he)聚變動(dong)(dong)(dong)力(li)(li)火(huo)箭(jian)相比(bi)，仍有很大的差距。

在(zai)(zai)核(he)聚(ju)變(bian)(bian)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)中(zhong)(zhong)，核(he)子被迫進行聚(ju)合從而產生(sheng)巨大(da)的(de)(de)能(neng)量。大(da)多數的(de)(de)聚(ju)變(bian)(bian)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)堆都是(shi)利(li)用(yong)托卡(ka)馬克裝(zhuang)置(zhi)將燃料限制在(zai)(zai)一(yi)個磁(ci)場(chang)之(zhi)中(zhong)(zhong)來驅動聚(ju)變(bian)(bian)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)。但是(shi)，托卡(ka)馬克裝(zhuang)置(zhi)太重，并不適(shi)合用(yong)于火(huo)箭之(zhi)上。因此(ci)，核(he)聚(ju)變(bian)(bian)動力火(huo)箭必須(xu)要采用(yong)另一(yi)種(zhong)觸發(fa)聚(ju)變(bian)(bian)的(de)(de)方法，即慣性約束核(he)聚(ju)變(bian)(bian)。這種(zhong)設計以高能(neng)光(guang)束(通常是(shi)激光(guang))來代替托卡(ka)馬克裝(zhuang)置(zhi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)磁(ci)常當聚(ju)變(bian)(bian)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)發(fa)生(sheng)后，磁(ci)場(chang)再(zai)引導熾熱(re)離子噴向火(huo)箭尾(wei)部，實(shi)現核(he)聚(ju)變(bian)(bian)火(huo)箭的(de)(de)推進力。

布薩德噴氣式引擎

可行性：存在巨大(da)技(ji)術(shu)挑戰。

所有推進(jin)火箭，包括上述(shu)的核(he)聚變動力火箭，都存(cun)在一個相同的關鍵難(nan)題(ti)。為了實現(xian)更快、更遠(yuan)的目標，火箭上必須(xu)(xu)要攜帶更多的燃(ran)(ran)料(liao)，更多的燃(ran)(ran)料(liao)必然會增加火箭的重量，進(jin)而會減小推進(jin)力。如(ru)果想實現(xian)星際間旅(lv)行，就必須(xu)(xu)要避免這種情況。于(yu)是，1960年(nian)，物(wu)理學家羅伯特(te)-布薩德提出了一種噴氣式引擎，布薩德噴氣式引擎或許可(ke)以解(jie)決這一難(nan)題(ti)。

布薩德(de)噴氣式引擎原理和上(shang)述核(he)聚變動力火箭一樣(yang)，但是(shi)它并不(bu)需(xu)要(yao)(yao)攜帶足夠的(de)(de)(de)核(he)燃(ran)料。它首先是(shi)將周圍太空中的(de)(de)(de)氫物質進行(xing)電離后，然(ran)后利用強大的(de)(de)(de)磁場吸收這(zhe)些氫離子(zi)作為燃(ran)料。雖然(ran)布薩德(de)噴氣式引擎方案(an)沒有上(shang)述核(he)聚變動力火箭中的(de)(de)(de)反應堆問(wen)題，但是(shi)它所面臨的(de)(de)(de)問(wen)題是(shi)磁場大小的(de)(de)(de)問(wen)題。由于星(xing)際空間中氫物質很少，因此(ci)它的(de)(de)(de)磁場必須要(yao)(yao)足夠大才(cai)可行(xing)，甚(shen)至要(yao)(yao)延伸到數千(qian)公里之外。除非是(shi)發射(she)前進行(xing)精密的(de)(de)(de)計(ji)算(suan)，設計(ji)出(chu)飛船(chuan)飛行(xing)的(de)(de)(de)精確軌道，這(zhe)樣(yang)就(jiu)不(bu)用攜帶多余(yu)的(de)(de)(de)燃(ran)料，也不(bu)再需(xu)要(yao)(yao)巨大的(de)(de)(de)磁常(chang)不(bu)過這(zhe)種想法又出(chu)現一個弊端，那就(jiu)是(shi)飛船(chuan)必須要(yao)(yao)按既定(ding)軌道飛行(xing)，不(bu)得偏離，而且(qie)從其他星(xing)球返程(cheng)則變得更加困難(nan)。

太陽帆推進技術

可(ke)行性：完全有可(ke)能，但適應空間(jian)有限。

這是另一(yi)項不(bu)需(xu)要攜帶足夠燃料的(de)(de)技術，因而(er)理論(lun)上講也可達到極高的(de)(de)速度，不(bu)過它往(wang)往(wang)需(xu)要一(yi)個時間過程才(cai)可完(wan)成這一(yi)目(mu)(mu)標。與傳統的(de)(de)利用風力進(jin)行航行的(de)(de)帆(fan)船相比，太陽(yang)(yang)帆(fan)是從太陽(yang)(yang)光線中吸取(qu)能量(liang)。目(mu)(mu)前，太陽(yang)(yang)帆(fan)推進(jin)技術已在地(di)球的(de)(de)真空(kong)室內取(qu)得試驗成功。然(ran)而(er)，在太空(kong)軌道上實施相關試驗則以不(bu)幸而(er)告終。比如，2005年，世界(jie)上最大的(de)(de)業余太空(kong)科學組織美國行星協會研制了一(yi)艘名為(wei)“宇宙1號”的(de)(de)太空(kong)飛船，它的(de)(de)太陽(yang)(yang)帆(fan)運載火(huo)箭因故障而(er)墜毀。

盡管在技(ji)術的(de)萌芽階段(duan)出現許(xu)多問題，但(dan)是太陽帆(fan)仍(reng)然是一個非常(chang)有希望的(de)未來(lai)太空技(ji)術。至少它(ta)可以(yi)保證在太陽系(xi)內飛行(xing)，太陽的(de)光(guang)線可以(yi)為(wei)它(ta)提供最強大(da)的(de)推(tui)進(jin)力。將來(lai)，人類(lei)將可能會主要利(li)用太陽能實現星際(ji)間旅(lv)行(xing)。

磁場帆推進技術

可行性(xing)：只適合相對較近距離太(tai)(tai)空旅行，如太(tai)(tai)陽系內。

與太(tai)陽帆不同的(de)(de)是，磁(ci)(ci)場帆是由太(tai)陽風提(ti)供推動(dong)力，而不是由光線(xian)提(ti)供推動(dong)力。太(tai)陽風是一(yi)種(zhong)擁有自己磁(ci)(ci)場的(de)(de)帶電(dian)(dian)粒(li)子流。科學(xue)家提(ti)出，在太(tai)空飛(fei)船周(zhou)圍(wei)制(zhi)造一(yi)個與太(tai)陽風磁(ci)(ci)場相排斥(chi)的(de)(de)磁(ci)(ci)場，這樣(yang)就可利用磁(ci)(ci)場的(de)(de)排斥(chi)力推動(dong)太(tai)空飛(fei)船飛(fei)行。與此(ci)相近的(de)(de)相關技(ji)(ji)術(shu)還有“太(tai)空蛛(zhu)網(wang)”技(ji)(ji)術(shu)，這種(zhong)技(ji)(ji)術(shu)就是在太(tai)空飛(fei)船周(zhou)圍(wei)延伸出一(yi)個帶正電(dian)(dian)的(de)(de)電(dian)(dian)網(wang)，這樣(yang)的(de)(de)電(dian)(dian)網(wang)可以與太(tai)陽風中的(de)(de)大量的(de)(de)陽離(li)子相排斥(chi)，從而獲得推進(jin)力。

不管是磁場帆，還是“太空(kong)蛛(zhu)網”技術，都(dou)是在利(li)用(yong)磁場進(jin)行(xing)(xing)“沖浪”，磁場力使(shi)得太空(kong)船能夠改變(bian)軌道，甚至駛(shi)離行(xing)(xing)星際(ji)空(kong)間(jian)。然(ran)而，太陽帆和磁場帆都(dou)不適合恒(heng)星間(jian)旅行(xing)(xing)。當(dang)它(ta)們遠離太陽時(shi)，光線和太陽風的(de)(de)強度都(dou)急劇(ju)下降。因此，在太陽系外，它(ta)們沒有足夠的(de)(de)動力駛(shi)往其它(ta)恒(heng)星。

激光動力推進器

可行性：存在(zai)極大(da)的技術挑戰。

既然太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)不足以推(tui)(tui)動恒星(xing)際太(tai)(tai)(tai)(tai)空(kong)(kong)飛船(chuan)(chuan)，于是有科學(xue)家(jia)(jia)提出了激(ji)光(guang)動力推(tui)(tui)進器技術(shu)，利用一(yi)(yi)束強大的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)將飛船(chuan)(chuan)推(tui)(tui)向(xiang)太(tai)(tai)(tai)(tai)空(kong)(kong)，其中(zhong)一(yi)(yi)項(xiang)技術(shu)就(jiu)是“激(ji)光(guang)燒蝕”技術(shu)。所謂的(de)(de)(de)“激(ji)光(guang)燒蝕”就(jiu)是利用強大的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)來燒蝕飛船(chuan)(chuan)尾部的(de)(de)(de)特(te)殊金(jin)屬，金(jin)屬逐漸蒸發(fa)形(xing)成蒸汽從(cong)而(er)提供推(tui)(tui)進力。另一(yi)(yi)種(zhong)相似(si)的(de)(de)(de)技術(shu)就(jiu)是由物理學(xue)家(jia)(jia)和(he)科幻(huan)小(xiao)說家(jia)(jia)格里高(gao)利-本福(fu)德所提出的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)帆技術(shu)，就(jiu)是在太(tai)(tai)(tai)(tai)空(kong)(kong)飛船(chuan)(chuan)上(shang)安(an)裝一(yi)(yi)種(zhong)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)帆，太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)帆上(shang)涂有一(yi)(yi)層特(te)殊的(de)(de)(de)油漆(qi)。從(cong)地面(mian)之上(shang)發(fa)送(song)微波束，微波束“燃燒”特(te)殊油漆(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)分子從(cong)而(er)產生推(tui)(tui)進力。這種(zhong)技術(shu)或許將使得行星(xing)際間旅行更快。

激(ji)(ji)光(guang)動力(li)推進(jin)技術也存在許多重(zhong)大挑(tiao)戰。首先，激(ji)(ji)光(guang)束必須要精(jing)確聚焦于飛船之下，即使距離再遠(yuan)，激(ji)(ji)光(guang)束都不能(neng)有(you)絲(si)毫(hao)誤差。否則(ze)，飛船會(hui)因為得(de)不到(dao)足夠的(de)能(neng)量而墜毀。其(qi)次，激(ji)(ji)光(guang)束生成設施的(de)功率(lv)必須要超級強(qiang)大。在某(mou)種(zhong)情況下，它所(suo)需要的(de)能(neng)量可能(neng)會(hui)比(bi)人類目前所(suo)有(you)的(de)能(neng)量輸出還(huan)要大得(de)多。

時空扭曲技術

可(ke)行性：不(bu)太可(ke)能。

1994年，威爾士大學物(wu)理學家米古爾-阿爾庫比列提出了星(xing)際物(wu)質利用技術。在這(zhe)種(zhong)(zhong)設想中，飛(fei)船(chuan)(chuan)推進力(li)主要(yao)由一種(zhong)(zhong)至(zhi)今未被發現(xian)的(de)物(wu)質--“外星(xing)”物(wu)質提供。這(zhe)是(shi)一種(zhong)(zhong)粒子，具有負質量和負壓力(li)。它可以(yi)扭(niu)曲時空(kong)，從而使飛(fei)船(chuan)(chuan)快速接近前方的(de)空(kong)間(jian)，而后方的(de)空(kong)間(jian)在不(bu)斷擴張。飛(fei)船(chuan)(chuan)就(jiu)好像處于一個不(bu)斷膨脹的(de)泡(pao)泡(pao)中，可以(yi)飛(fei)得比光速快，而且(qie)不(bu)會違背(bei)相對論的(de)原理。

然(ran)而，阿爾庫比列的(de)技術思想存(cun)在許(xu)多問題(ti)。首先，為了維持這(zhe)種(zhong)時空扭曲(qu)，需要巨大的(de)能(neng)量(liang)，這(zhe)種(zhong)能(neng)量(liang)或許(xu)會(hui)比整個宇(yu)宙(zhou)的(de)全部能(neng)量(liang)都(dou)要大。其次(ci)，這(zhe)種(zhong)驅動器可能(neng)會(hui)釋放出(chu)大量(liang)的(de)輻射(she)物，嚴重威脅飛(fei)船乘客的(de)生命(ming)安(an)全。此外，關于這(zhe)種(zhong)外星物質是否存(cun)在，至(zhi)今未有定論(lun)。因此，從物理學上講，很難實現這(zhe)種(zhong)扭曲(qu)的(de)泡泡。

蟲洞利用技術

可行性：完(wan)全(quan)不可能。

既然有(you)人可(ke)以想到時(shi)空(kong)扭曲，于是(shi)就(jiu)有(you)其他(ta)科學家(jia)(jia)想到了時(shi)空(kong)隧道。他(ta)們認為，或許利用蟲(chong)洞可(ke)以實現這一(yi)想法(fa)。蟲(chong)洞的(de)概念是(shi)由美國著(zhu)名物(wu)理(li)學家(jia)(jia)約翰-威勒爾提出的(de)，意思是(shi)宇宙中可(ke)能存在(zai)的(de)連接兩個不同時(shi)空(kong)的(de)狹窄隧道。關鍵的(de)問(wen)題(ti)是(shi)，蟲(chong)洞確實存在(zai)嗎？如(ru)果存在(zai)，我(wo)們是(shi)否(fou)能夠穿越它們？然而，這些問(wen)題(ti)至今沒有(you)答案。可(ke)能與上(shang)述的(de)未知外星物(wu)質一(yi)樣，蟲(chong)洞并不存在(zai)。

20世紀90年代，物理(li)(li)學家(jia)(jia)塞爾古-科(ke)拉斯尼(ni)科(ke)夫又提出(chu)了(le)另一(yi)種蟲洞概念。然(ran)而(er)，所(suo)有這些蟲洞理(li)(li)論都不能(neng)提供蟲洞確切存在的(de)證據(ju)，更無法提出(chu)一(yi)種切實可行的(de)時空穿梭方(fang)法。如果科(ke)學家(jia)(jia)們能(neng)夠找到答案的(de)話，那么(me)太空飛船的(de)速度將不僅僅是(shi)光速的(de)概念。