星際旅行有多難

據(jù)悉，外太空探測器“旅行者1號”對日速度已經(jīng)達(dá)到17.043km/s，這個速度有多快呢？只需要70秒，就能從北京跑到上海。但即便是這樣的速度，要抵達(dá)距離太陽系最近的恒星——半人馬座的南二門三合星中的比鄰星，以對準(zhǔn)比鄰星的方向和高達(dá)17.043km/s的速度航行，也要花上73775年的時間！

星際旅行當(dāng)然讓人神往，但是，再瑰麗的幻想要成真必須面對現(xiàn)實。當(dāng)人們用科學(xué)去思考星際旅行時，就會發(fā)現(xiàn)：想在宇宙中飛來飛去，別提有多困難了。

宇宙空曠而浩瀚，方圓幾十光年都見不到一個星體，要往哪里航行？地球在什么方向？要想進(jìn)行星際旅行，導(dǎo)航系統(tǒng)是首個要解決的難題。

這其實和地球上的定位系統(tǒng)的原理差不多。通過巨大的射電天線向飛船和衛(wèi)星發(fā)送電波，以及最重要的，原子鐘級別的精確計時系統(tǒng)，再經(jīng)過一系列復(fù)雜的算法對反饋信號進(jìn)行處理，就可以實現(xiàn)對宇宙飛船或衛(wèi)星的定位、測速和導(dǎo)航。

缺陷：射電信號會受到大氣和磁場的影響，人類需要每探索宇宙一段距離，就建立一系列的中繼衛(wèi)星和外太空信號站。

在宇宙的星辰大海中，有一座座永恒的燈塔：脈沖星。

脈沖星因為一直進(jìn)行著高速自轉(zhuǎn)，所以產(chǎn)生了高能脈沖，規(guī)律性超過任何最精確的原子鐘，還擁有橫貫宇宙的巨大能量。對于星際旅行來說，這就是天然節(jié)拍器，脈沖星的精確脈沖可以用作飛船電路的時鐘振蕩器，為星際航行中的飛船提供方向。

將阿波羅送上月球的土星5號運載火箭，總重量約3000噸，但阿波羅飛船只有45噸，為什么運載火箭卻這么重呢？答案是，因為它攜帶了2730噸的燃料。這還只是去最近的月球，對于漫長的星際旅行來說，開發(fā)可持續(xù)的能源同樣十分重要哦。

太陽帆飛船是直接利用太陽光的光壓滑行，來回移動船帆控制方向，而不是將太陽能量轉(zhuǎn)換為可用的電力。換句話說，它在不燃燒燃料的情況下就能在太空中沖浪。

目前，人類能夠接觸到的最高級別的能源來源就是——核聚變，實現(xiàn)可控核聚變，是擺脫能源依賴，實現(xiàn)星際旅行的最佳方法。接下來的內(nèi)容理解起來難度不小哦，做好準(zhǔn)備了嗎？

研究課題：什么是核聚變？

圖解步驟：核聚變是指兩個輕元素（如氘和氚），在超高的溫度和壓力作用下，變成一個重元素（如氦）的過程，在發(fā)生反應(yīng)的過程中，會釋放出巨大的能量。

舉例解釋：最常見的核聚變反應(yīng)就是恒星的燃燒，太陽能量的來源就是源源不斷的核聚變產(chǎn)生的。人類已經(jīng)可以實現(xiàn)不受控制的核聚變，如氫彈的爆炸就是核聚變反應(yīng)。但是不可控核聚變只能摧毀東西，不能當(dāng)作能源進(jìn)行星際旅行。所以，能夠讓聚變在指定的時間內(nèi)發(fā)生，并且能量被約束在一定范圍內(nèi)，就是可控的核聚變。

評語：再簡單一點，可控核聚變就是在密閉的空間內(nèi)制造一個小太陽，讓它源源不斷地提供能量！

人類最快的飛行器已經(jīng)達(dá)到每秒鐘17千米，這個速度看起來快，但放的星際旅行就太慢了，只是飛離半徑1光年的太陽系，就需要大約18000年。而銀河系的半徑足有10萬光年，就算它可以飛出銀河系，也需要至少180億年……顯然，如果不向光速靠攏，星際旅行怕是想都不要想。

這種引擎的工作原理繞開了牛頓第二定律，驅(qū)動飛船產(chǎn)生速度并不需要力，而是空間本身被拉扯了。就好像，把空間想象成一張地毯，飛船擺放在地毯上，曲率驅(qū)動就是飛船本身并不動，而是拉扯地毯，使得飛船移動，因為空間的膨脹收縮都是光速或超光速的，因此飛船也就沒有加速的過程，直接實現(xiàn)光速旅行。

現(xiàn)實的星際載人飛船可不像科幻那么浪漫，尤其是在以光年為尺度的宇宙中，星際旅行仍然動輒需要幾萬，甚至幾百萬年。人類該怎么辦呢？

永生不死當(dāng)然是最好的辦法，就算旅行1億年也不用擔(dān)心了。但人類真的能永生嗎？不要說科學(xué)家，許多科幻作品都不會將永生技術(shù)加入想象。在大部分人看來，實現(xiàn)永生技術(shù)的難度相當(dāng)于所有其余讓人頭疼的航天技術(shù)的總和。

一路睡上100萬年是不是可行呢？只需要通過冷凍生物等技術(shù)，讓人進(jìn)入休眠狀態(tài)，然后在適當(dāng)?shù)臅r候再喚醒冬眠者，不就完美解決了這個問題嘛。沒錯，許多科學(xué)家也認(rèn)為冬眠是可行的長時間旅行方式，但現(xiàn)在，人們距離真正地掌握冬眠技術(shù)天差地別，所謂“冬眠”只是通過藥物使人陷入長期昏睡，仍然需要輸液提供營養(yǎng)，并不能延長人類壽命。

發(fā)明人造子宮和機(jī)器人保姆，攜帶大量冰凍中的受精卵踏上星際旅程，在抵達(dá)目的地后用人造子宮進(jìn)行孕育，并用機(jī)器人照顧他們成年。這一技術(shù)要面臨巨大的道德挑戰(zhàn)，畢竟人類可是社會性動物，有一個完全由機(jī)器人撫養(yǎng)長大的人類群體，會產(chǎn)生什么樣的道德準(zhǔn)則可不好說嘍。

就是在飛船里建個自給自足世代繁衍的城鎮(zhèn)，一代接一代地繼續(xù)航程。簡而言之，就是讓星際旅行的飛船變成一個小地球。這個看起來復(fù)雜、龐大的工程，反而是目前最可能實現(xiàn)的，難題是，你愿意在宇宙飛船中度過自己的一生嗎？

除此之外，星際旅行還要面對比如通信問題、人工生態(tài)系統(tǒng)、高端太空材料、人體太空適應(yīng)性，等等難題。盡管人類早已開始了對宇宙的探索，并且不斷向宇宙中發(fā)射探測器，但距離真正的星際旅行，仍只是開始……