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上穷碧落下黄泉,两处茫茫皆不见
星际航行是一个美丽的梦想,它既可以在当代科学主义纲领下不顾一切地被追求(现今人类的许多航天活动就是这样),也可以从古代纯粹的人文情怀中得到共鸣——《长恨歌》中那个道士还“排空御气奔如电,升天入地求之遍”呢。所以,尽管人类目前实际能够达到的航行速度只有光速的万分之一量级,但这并不妨碍科学家对星际航行展开丰富、系统而且大胆的想象。
这种想象已经提出了多种方案,大体可以分为两条路径。
一条路径是接受目前只能“慢速航行”的现实,考虑千百万年的长期航行。这样的航行必将面临一系列难以克服的困难。
首先是燃料从何处提供?目前人类都是采用固体、液体或气体燃料来驱动飞船,但是飞船出发时不可能携带43000年的燃料,目前也没有任何在中途添加燃料的能力。想象中的核动力也难以维持如此之长的年代。其次是机器设备的工作寿命,迄今为止还没有一架航天器持续工作过50年,43000年谁敢指望?
这还只是考虑无人航天器,如果载人,则宇航员要么“冬眠”,那飞船上的支持系统能工作千万年而不出差错吗?电影《2001太空漫游》中冬眠宇航员因生命维持系统遭电脑切断而被“谋杀”的命运如何避免?要么在飞船上传宗接代,那这飞船就要被建设成一个小型的地球,这就更没谱了。况且还有近亲繁殖问题。
另一条路径当然是从加快航行速度上来着手,只要速度足够快,就可以消解上一条路径中的大部分困难。这时“Daedalus工程”中的十分之一光速“门槛”就经常会被用到。已设想的至少有如下几种重要方案:
核聚变发动机。这正是“Daedalus工程”本身所设想的方案,它用的是氢的同位素氘(D)和氦-3(3He)聚变,这样可以不需用水来冷却发动机,但是方案所需的数千顿氦-3,则只能到木星上去提取。所以这只是史诗般的假想,用来拍科幻电影可以,要实施的话目前人类根本没有这样的能力和财力。
反物质发动机。欲将物质转换成为能量,目前所知最有效者,莫过于物质与“反物质”的相遇湮灭,能够释放出巨大能量。如果想把1顿重的设备,在50年内送到比邻星,初步的计算表明,需要1.2公斤反物质。但是目前人类的技术能力,在这方面还差得太远。关于反物质发动机在技术上离我们有多远,只要提到一个事实就够了:反物质不能存放在任何有形容器中(因为任何有形容器都是物质,两者一相遇就要湮灭爆炸),它只能被悬空拘束在一个真空磁场中。在丹·布朗的小说《天使与魔鬼》中,他只敢想象1克的反物质。而事实上,以人类现有的科技能力,哪怕只生产1毫克(1克的千分之一)反物质,就需要耗尽全世界的能源。
光帆飞船。它很容易在公众心目中唤起诗意的联想,但是真要实施的话,技术上的困难是骇人听闻的。飞船的光帆将大到数十平方公里,厚度则只有16纳米(1毫米的十万分之一多一点)。这样的帆怎样张开?更别说还要操纵它了。还需要在土星和天王星之间的的某个位置建造巨大的太阳能—激光转换器,设想中该转换器直径竟达1公里,据说射出的激光束可以远至40光年也不发散……。不过,这个宏伟的方案真要实施的话,它的能量消耗将是现今整个地球生产能力的几万倍。
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