星際旅行知多少

大科技雜志社

1.選擇目的地

不管何種旅行，我們第一步要做的就是選擇目的地，為星際旅行選擇目的地更不能馬虎。首先要考慮的應該是距離問題?？茖W家們發(fā)現(xiàn)，半人馬座α星位于距離地球約4.37光年的地方，是太陽最親密的鄰居。位于天空南方的半人馬座α星，是3顆恒星由于引力的作用聚集在一起而組成的聚星系統(tǒng)。這3顆恒星分別是：半人馬座α星A、半人馬座α星B，以及半人馬座α星C。其中半人馬座α星A與半人馬座α星B是一對雙星。第3個成員半人馬座α星C是一顆紅矮星，因為它距太陽只有4.24光年，是離太陽最近的恒星，所以也被稱作比鄰星。由于距離上的絕對優(yōu)勢，包括《星際迷航》在內的許多科幻作品，都把半人馬座α星想象成人類的第一個星際旅行的目的地。

為此，科學家們格外關注這里。2012年，有科學家發(fā)現(xiàn)，一顆行星正圍繞著半人馬座α星B進行軌道運行。奇怪的是，3年之后，這顆行星再也找不到了。不過科學家表示，這顆行星的溫度太高，不適合人類居住，即使它仍然存在，也不能作為人類星際旅行的目的地。而在2016年，科學家們發(fā)現(xiàn)了一顆圍繞比鄰星運行的行星，叫作比鄰星b。該行星位于適居帶內，其表面也許有液態(tài)水。

這樣一來，目標選定比鄰星b即可。接下來，我們只要搭乘一艘像“進取號”那樣的宇宙飛船，就能開始我們的星際旅行了。

2.驅動一艘飛船

對于宇宙飛船的研究，科學家們也是鍥而不舍。1958年，美國政府發(fā)起了“獵戶座計劃”，打算造一艘至少可以搭載40名宇航員的巨無霸太空船，并使用核能作動力，將其送往火星、木星或土星。這項計劃聚集了當時世界上最頂尖的科學家，并獲得大量資金投入?！矮C戶座”太空船的工作原理是：讓太空船攜帶數(shù)千枚小型核彈，當飛船需要動力時，宇航員就從船尾釋放出一顆核彈，接著再釋放出一些由含氫塑膠制成的固體圓盤，當飛船駛出一定距離后，核彈在飛船后面爆炸，將塑膠圓盤轉化成高熱的等離子漿。這些等離子漿會向四面八方沖擊擴散，其中一部分將會撞擊太空船尾部巨大的金屬推進盤，從而推動太空船高速行駛。

研究人員經過計算得出，這艘船的速度可以達到光速的5%，以這個速度從地球到達半人馬座α星大約需要90年。然而，1963年的《全面禁止核試驗條約》（禁止在大氣中進行核爆炸試驗）和1967年的《外太空條約》（禁止在太空中進行核爆炸試驗），直接導致“獵戶座計劃”胎死腹中。

有沒有不那么具有爆炸性并且能達到同樣目的的推進系統(tǒng)呢？英國星際學會在20世紀70年代重新研究了“獵戶座計劃”，并提出“代達羅斯計劃”?！按_羅斯計劃”以更強大且更加環(huán)保的核聚變力量代替核爆，為飛船提供動力。它的推進系統(tǒng)不像“獵戶座計劃”那樣在太空船外部爆炸，而是使用內部的發(fā)動機，在一個磁場構筑的“燃燒室”中向小燃料球發(fā)射電子束，從而產生離子。這種用磁場限制離子漿的辦法明顯比“獵戶座”太空船更高效。因為“獵戶座”太空船核彈爆炸產生的能量只有一小部分投射到了船體上，進而轉化為動力。據(jù)有關數(shù)據(jù)顯示，“代達羅斯”探測飛船的質量為5.4萬噸，其中推進裝置的重量就有5萬噸。預計經過持續(xù)4年的加速后，代達羅斯探測飛船的飛行速度可以達到光速的12.5%，這就意味著它從地球到達半人馬座α星僅需要40年。

3.太空飛城

可以想象，一趟星際旅行需要花費的時間會非常長。實際上，我們所搭乘的宇宙飛船，會更像自己生活的城市，也就是科幻小說里描述的星際方舟。

著名的航天科學家康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基和羅伯特·戈達德曾提出星際方舟的想法。他們認為，星際方舟起碼要花上幾千年的時間才能到達目的地，所以這艘方舟上至少需要成千上萬的人才能維持長期的自然繁衍。這一想法深受20世紀中期的科幻小說作家們歡迎。美國現(xiàn)代科幻小說之父羅伯特·海因萊因在1941年寫的兩篇小說中描述了一艘飛船。這艘宇宙飛船花了很長的時間才到達目的地，以致船上的人早已經忘記了他們是船上的乘客。相反，他們認為這艘大型飛船才是他們生活和工作的家園。

另外，讓人們進行一個長達幾百年甚至幾千年的航行，可能還會引發(fā)一些社會問題。例如，在航行過程中，這些人的后代將在行星之間的虛空中出生，這些新誕生的生命到底算是地球人還是外星人？

4.瘋狂的創(chuàng)意

既然旅行需要持續(xù)幾十年，那又有多少人會自愿參加這樣的遠征呢？

為了解決這個問題，科學家們提出了一些更有創(chuàng)意的想法。有些想法還有點瘋狂。

一種是用“蛋船”的方式。這是科學家所提出的一種大膽的設想：將低溫保存的人類胚胎，或配子（卵子和精子）送入太空。到達目標星后，胚胎就會發(fā)育成人。科學家們相信，在21世紀，沒有母親的分娩可能會成為現(xiàn)實。從理論上講，我們能夠在幾個世紀內把冷凍保存的胚胎送入太空，它們將在各自的保溫艙里發(fā)育成新生嬰兒。然后，我們所需要的只是安排機器人保姆來撫養(yǎng)和教育這些嬰兒?？茖W家們有足夠的信心，隨著人工智能的快速發(fā)展，機器人保姆的設想應該不難實現(xiàn)。

還有一種設想就是“假死”。從我們現(xiàn)在所掌握的常識來講，“假死”聽起來似乎有點像天方夜譚，但日益進步的醫(yī)療科學確實有望使人類進入安全的長期冬眠狀態(tài)。

其實在臨床治療中，有意地將病人的體溫降低幾度是較常規(guī)的做法。這種做法用以誘導病人在心臟停搏之后進入輕微的低體溫昏迷狀態(tài)，從而減少這段時間的氧氣損耗，使得病人在經過治療后，其大腦不會發(fā)生再灌注損傷。而在一些較先進的臨床試驗中，創(chuàng)傷外科醫(yī)生會在病人嚴重失血的情況下，將他們的體溫降至接近冰點，病人在整個過程中的狀態(tài)基本與冬眠無異——這是真正意義上的“假死”。

不過，這個“假死”的過程目前僅可以持續(xù)兩到三個小時?？茖W家表示，隨著科技的不斷進步，這一“假死”的持續(xù)時間可以延長，最終可以讓人類睡得足夠久，以至整個星際旅行可以在睡眠中度過。但是長期的冬眠會對人類的各項機體產生怎樣的影響，當他們蘇醒時會變成什么樣，我們沒辦法預測。

總之，科學家們還在不懈地努力，使星際旅行離我們越來越近。說不定在不久的將來，以上這些都將成為現(xiàn)實，人類的第一次星際旅行會是何種壯觀場景，讓我們拭目以待。