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太阳系 当人类要走出太阳系时，最有可能驾驶什么动力的飞船？

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太阳系 当人类要走出太阳系时，最有可能驾驶什么动力的飞船？
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太阳系 当人类要走出太阳系时，最有可能驾驶什么动力的飞船？

Gliese 581c是人类发现的首颗可能适合人类居住的太阳系外行星 ， 它距离我们20.5光年 ， 表面可能有水 ， 这颗星球引发了诸多美好的想象 ， 但是想到达那里 ， 却充满幻想 。 传统的火箭推进到达那里需要35万年 ， 35万年啊 ， 20.5光年在宇宙中不过咫尺 。 就算是使用速度等于3000km/s的光帆飞船 ， 也仍需要两千年之久 。 宇宙这么大 ， 人类速度又那么慢 ， 任重而道远 ， 充满挑战 。
在过去十几年里 ， 人类借助望远镜发现了很多太阳系外的星球 ， 距离地球最近的是比邻星 ， 只有4光年 ， 这在宇宙中算是紧紧挨着的 。 就是这样的距离 ， 我们现在也是可望而不可及 。 传统的化学燃料火箭无法胜任 ， 还有什么办法？“太阳光帆”、“离子推进”、“星际冲压推进”、“曲率驱动引擎” 。 下面分别介绍一下这几种 。
太阳光帆 ， 这个大家应该不陌生 。 2019年6月25日 ， “光帆2号”发射升空 ， 在到达预定轨道后展开部署 ， 它是一个面积为32平方米的方形薄膜 ， 表面光滑平整 ， 光帆依靠光压获得推进力 ， 在太空中由于没有阻力 ， 持久不间断的加速度会使得飞行器到达极高的速度 。 在光帆2号之前的伊卡洛斯号、宇宙一号、纳米飞行-D已经验证了这项技术 。 原理是没问题的 ， 关键就是如何用它来实现星际远航 ， 要想具有较高的速度的话 ， 光帆的展开面积肯定要足够大 。
即便是面积达到七万平方米的光帆 ， 它能够通过光压获得的推力也仅为0.034吨 ， 若展开面积达到三百万平方米的话 ， 就能够获得大约1.5吨的推力 ， 这种推力就很可观了 ， 就可以把重约5吨的载荷送到太阳系之外 ， 当然 ， 光帆要想具有很高的速度 ， 就必须经历漫长的加速过程 。
在初始 ， 如果利用地面激光阵列照射展开后的光帆表面 ， 那么就可以更快的获得速度 ， 这种办法可以使得光帆达到极高的速度 ， 甚至是光速的五分之一 。 在三体中 ， 阶梯计划利用的是核爆产生的辐射 ， 使得辐射帆的速度达到了光速的百分之一 。
离子推进是近些年在航天领域中应用较为广泛的 ， 在现实中 ， 要比光帆更贴近现实 。 不少轨道器已经采用离子推进来调整轨道高度与自身姿态 。 离子推进的含义 ， 先将气态工质电离 ， 电离产生的离子经由强电场加速喷出 ， 从而获得反作用力 ， 推动航天器 。 如何将气态工质电离呢？还是得用电 ， 电推进方式的一种 。 我国空间站天和核心舱配备了4台霍尔电推进器 ， 这就是应用的实际例子 。
目前 ， 电推进技术正逐渐成熟 ， 未来未必不会成为主流的太空探索动力 ， 假以时日 ， 技术使得电能的获得更容易 ， 电推进完全可以做得足够大 ， 用它来推动星际飞船也不是不可 。
星际冲压引擎颇具科幻色彩 ， 它能够实现的关键要素是核聚变推进的实现 ， 如果聚变推进没有实现 ， 那么它也不可能实现 。 星际冲压什么意思 ， 它不要带任何工质 ， 全靠在飞行过程中从星际介质中获得原材料来使聚变引擎工作 ， 这种推进动力可以使航天器达到接近光速 ， 是属于未来的星际引擎 。
【太阳系|当人类要走出太阳系时，最有可能驾驶什么动力的飞船？】
曲率驱动更具有未来科幻性质 ， 大量的科幻影视剧中都提过曲率驱动 ， 这是一种利用时空存在曲率而设计出来的推进系统 ， 它利用的是时空的结构 。 1994年 ， 墨西哥一位物理学家阿库别瑞设计出来一款超光速曲率引擎 ， 他深度研究了爱因斯坦的广义相对论 ， 运用其中对于时空阐述的原理 ， 提出了阿库别瑞度规 ， 这个度规符合爱因斯坦广义相对论的数学形式 ， 阿库别瑞超光速引擎不受真空光速制约 ， 可以超光速航行 ， 不会出现钟慢尺缩效应 ， 飞船的动质量也不会增加 ， 飞船的时间流逝与外界观察者的时间流逝一样 。
飞船的前方空间收缩 ， 后方空间扩张 ， 一收缩一扩张 ， 空间的曲率变化拉动着飞船往前进 。 但是 ， 实现这一设想 ， 需要制造出来一个“曲率泡” ， 需要负能量来制造它 ， 但是负能量怎么获得 ， 未有真相 。 虽然阿库别瑞提出的设想在数学方程中是可行的 ， 但在现实中 ， 目前来看 ， 并不具备可行性 。

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