天文學家們相信，人類終能在地球鄰近的星係中找到一個新的“地球”。如果有一天，這個目標實現了，人類又怎麼能在有限的生命裏，飛到距地球光年距離以外的目的地呢？美國《發現》雜誌最近撰文介紹了科學家在星際旅行方麵的最新研究進展。
　　在(zai)過(guo)去(qu)的(de)數(shu)十(shi)年(nian)中(zhong)，天(tian)文(wen)學(xue)家(jia)在(zai)太(tai)陽(yang)係(xi)外(wai)的(de)其(qi)它(ta)星(xing)係(xi)中(zhong)發(fa)現(xian)了(le)各(ge)種(zhong)不(bu)同(tong)的(de)新(xin)大(da)陸(lu)
，然(ran)而(er)

，或(huo)許(xu)是(shi)由(you)於(yu)觀(guan)測(ce)工(gong)具(ju)還(hai)不(bu)夠(gou)有(you)效(xiao)，人(ren)們(men)至(zhi)今(jin)還(hai)沒(mei)有(you)發(fa)現(xian)一(yi)個(ge)與(yu)地(di)球(qiu)類(lei)似(si)的(de)行(xing)星(xing)。
　　這樣的窘況可能會有所改變，因為美國宇航局計劃１０年後發射一個天文望遠鏡
，名為“地球行星探測器”（ＴＰＦ），目的是在太陽係外為人類尋找一個新大陸。預測認為，觀察大約１５０個鄰近星係就可能會找到一個類似地球的小型行星——新的“地球”。
　　接下來的問題是如何到達新“地球”，因yin為wei其qi難nan度du的de確que要yao比bi到dao火huo星xing大da得de多duo。人ren們men在zai黑hei夜ye中zhong能neng看kan到dao的de最zui亮liang的de
，也ye是shi離li地di球qiu最zui近jin的de半ban人ren馬ma座zuo阿e爾er法fa恒heng星xing，其qi中zhong可ke能neng存cun在zai類lei似si地di球qiu的de行xing星xing，但dan它ta離li地di球qiu有you４．４光年之遙
，比目前任何太空探測器所飛行的最長距離還要多３０００倍。巨蟹５５恒星中有３顆行星，它們組成了一個與太陽係類似的係統
，但離地球卻達到了４１光年之遠，比前者的距離還要多１０倍。因此
，要飛到一個能讓人類居住的新“地球”，需要超快的航天器，它要比今天所有的航天器都要先進得多。可是
，製造這樣的航天器又談何容易！
　　但美國宇航局噴氣推進實驗室的羅伯特·弗fu裏li斯si比bi認ren為wei
，這zhe樣yang的de航hang天tian器qi從cong理li論lun上shang說shuo是shi可ke以yi製zhi造zao的de。弗fu裏li斯si比bi的de工gong作zuo以yi及ji他ta一yi生sheng的de夢meng想xiang，就jiu是shi在zai孜zi孜zi不bu倦juan地di尋xun求qiu實shi現xian星xing際ji旅lv行xing的de方fang法fa。目mu前qian，他ta正zheng在zai研yan究jiu５種可能使宇航員飛到半人馬座阿爾法恒星，而隻需要花費不到５０年時間的推進技術。“我們正在談論的不是幻想，”他對《發現》雜誌說。

　　原子火箭

　　１９０３nian，eluosiwulixuejiaqiaoerkefusijifaxian
，xingjilvxingzuidadezhangaishihuojiandezuidasulvyibanzhiyouqifadongjidepenqisulvdeliangbeizuoyou，fadongjidepenqisulvzhinengdadao４．４公裏／秒，因此單級火箭能達到的最大速率不到９公裏／秒。以此速率，到達半人馬座阿爾法恒星將需要１２萬年。如果讓一個宇航員花４０年抵達目的地，火箭速率需要提高３０００倍。如何才能達到這麼快的速率呢
？弗裏斯比建議
，使用核裂變
、核聚變和反物質作為推進劑。
　　核裂變火箭。科學家已經與核裂變打了６０多年交道
，並製造出了原子彈和核反應堆。當原子裂變時
，所產生的“分裂碎片”速率達到光速的３％


，即約每秒９千公裏。美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的喬治·哈普林等人設計了一種概念型的“分裂碎片”反應堆，可以控製這些高速粒子。該反應堆類似於圍繞一圓柱形塔旋轉的一疊“唱片”
，每張“唱片”zhuyaoyoushimogoucheng，shimoshangfugaizhebuhuomeidengfangshexingranliao。dangzhexieranliaoxuanzhuanjinruyuanzhuxingtashi
，yutazhongdefangshexingwuzhichanshengkekonglianshiliebianfanying。ershijiayufanyingduishangdeqiangdacichangjiang“分裂碎片”束縛在一起向一個方向噴射，使火箭的速率能提高到約每秒１．８萬公裏
，也就是光速的６％。
　　核he聚ju變bian火huo箭jian。與yu核he裂lie變bian相xiang反fan，核he聚ju變bian是shi把ba原yuan子zi結jie合he在zai一yi起qi，從cong而er獲huo得de能neng量liang。聚ju變bian反fan應ying堆dui能neng減jian少shao不bu必bi要yao的de一yi些xie輻fu射she，燃ran料liao氘dao和he氚chuan也ye容rong易yi獲huo得de，因yin為wei氘dao和he氚chuan在zai月yue球qiu的de表biao麵mian和he木mu星xing的de大da氣qi中zhong大da量liang存cun在zai。在zai到dao另ling一yi個ge恒heng星xing的de星xing際ji旅lv行xing之zhi前qian，核he聚ju變bian火huo箭jian完wan全quan可ke在zai太tai陽yang係xi內nei找zhao一yi個ge地di方fang補bu充chong燃ran料liao。然ran而er，科ke學xue家jia們men至zhi今jin仍reng沒mei有you建jian造zao出chu一yi個ge可ke工gong作zuo的de核he聚ju變bian反fan應ying堆dui。人ren們men已yi經jing知zhi道dao如ru何he利li用yong核he聚ju變bian反fan應ying製zhi造zao氫qing彈dan，但dan卻que沒mei有you掌zhang握wo該gai反fan應ying產chan生sheng的de能neng量liang控kong製zhi技ji術shu。在zai飛fei行xing速su率lv上shang，核he聚ju變bian火huo箭jian與yu核he裂lie變bian火huo箭jian差cha不bu多duo，沒mei有you進jin一yi步bu挖wa掘jue的de潛qian力li。到dao最zui近jin的de恒heng星xing，它ta也ye需xu要yao大da約yue２００噸燃料
，但所需的輻射防護材料就比核裂變火箭少多了。
　　反物質火箭。愛因斯坦著名的能量方程Ｅ＝ｍｃ２表明，質量是能量的一種集中形式。裂變和聚變反應隻將質量的１％轉變為能量。然而，有一種方法可以以近１００％dexiaolvjiangwuzhizhuanhuaweinengliang，yejiushibawuzhiyuqijingxiangfanwuzhixiangjiehe。wulixuejiayijingzhizaoleshaoliangdefanwuzhi
，biruouzhouheziyanjiuzhongxinzuijinjiuzhizaochule１baiwangefanqingyuanzi。duixingxilvxinghuojianlaishuo，fanwuzhijiangshizhongyaoderanliao，raner
，xiangyaohuodexingjilvxinghuojiansuoxuyaodedaliangfanwuzhiyeshijiqikunnandeshi。

　　原子火箭外的新技術

　　包bao括kuo使shi用yong反fan物wu質zhi作zuo為wei燃ran料liao在zai內nei的de多duo種zhong火huo箭jian技ji術shu弱ruo點dian很hen明ming顯xian

，那na就jiu是shi燃ran料liao多duo，火huo箭jian動dong力li大da量liang耗hao費fei在zai運yun載zai燃ran料liao本ben身shen上shang。這zhe樣yang的de方fang式shi在zai發fa射she人ren造zao衛wei星xing和he登deng月yue尚shang可ke采cai用yong

，而er在zai星xing際ji旅lv行xing中zhong則ze不bu可ke行xing。專zhuan家jia說shuo，星xing際ji旅lv行xing需xu要yao更geng輕qing、更靈活和更快捷（接近光速）的推進係統。目前
，這樣的概念型係統有兩種。
　　一種是激光帆船。它最早由美國物理學家羅伯特·福fu沃wo德de提ti出chu

，弗fu裏li斯si比bi說shuo，這zhe是shi人ren類lei星xing際ji旅lv行xing最zui可ke行xing的de技ji術shu。這zhe一yi技ji術shu的de理li論lun是shi
，正zheng如ru帆fan船chuan依yi靠kao風feng力li漂piao洋yang過guo海hai
，大da功gong率lv激ji光guang束shu也ye能neng推tui動dong有you著zhe巨ju大da“帆”的航天器在太空中遨遊。
　　弗裏斯比計算說，激光帆船能在１０年內使其飛行速率達到光速的一半。而如果采用直徑為２００英裏的激光帆，人類則可以用１２年半的時間抵達半人馬座阿爾法恒星；采用６００英裏寬的激光帆，飛到巨蟹５５恒星也隻需８６年。
　　另ling一yi種zhong是shi聚ju變bian衝chong壓ya式shi噴pen氣qi發fa動dong機ji航hang天tian器qi。理li想xiang的de航hang天tian器qi應ying該gai同tong時shi具ju有you激ji光guang帆fan和he原yuan子zi火huo箭jian的de優you點dian，這zhe樣yang，宇yu航hang員yuan能neng操cao縱zong它ta隨sui意yi飛fei行xing
，同tong時shi它ta還hai不bu需xu要yao燃ran料liao。
　　但弗裏斯比同時表示這一技術遠未成熟，而且
，利用該技術的航天器在飛行速率不到光速的４％時shi
，運yun行xing情qing況kuang與yu聚ju變bian火huo箭jian相xiang似si。超chao過guo這zhe個ge速su率lv，航hang天tian器qi的de磁ci漏lou鬥dou才cai能neng收shou集ji足zu夠gou的de氫qing提ti供gong給gei反fan應ying堆dui。弗fu裏li斯si比bi大da略lve推tui斷duan了le一yi下xia，這zhe種zhong航hang天tian器qi飛fei到dao半ban人ren馬ma座zuo阿e爾er法fa恒heng星xing需xu要yao２５年，飛到巨蟹５５恒星需要９０年。

　　人的問題

　　人(ren)的(de)問(wen)題(ti)與(yu)技(ji)術(shu)問(wen)題(ti)一(yi)樣(yang)麻(ma)煩(fan)。盡(jin)管(guan)人(ren)們(men)已(yi)經(jing)知(zhi)道(dao)如(ru)何(he)讓(rang)宇(yu)航(hang)員(yuan)在(zai)太(tai)空(kong)站(zhan)中(zhong)保(bao)持(chi)健(jian)康(kang)，然(ran)而(er)宇(yu)航(hang)員(yuan)每(mei)次(ci)執(zhi)行(xing)任(ren)務(wu)的(de)時(shi)間(jian)一(yi)般(ban)隻(zhi)有(you)幾(ji)個(ge)月(yue)，並(bing)且(qie)有(you)宇(yu)宙(zhou)飛(fei)船(chuan)從(cong)地(di)球(qiu)定(ding)期(qi)給(gei)他(ta)們(men)送(song)生(sheng)活(huo)用(yong)品(pin)。而(er)星(xing)際(ji)旅(lv)行(xing)常(chang)常(chang)花(hua)費(fei)數(shu)十(shi)年(nian)的(de)時(shi)間(jian)
，中(zhong)間(jian)根(gen)本(ben)沒(mei)有(you)地(di)方(fang)補(bu)充(chong)食(shi)物(wu)等(deng)生(sheng)活(huo)必(bi)需(xu)品(pin)。
　　地球以有限的大氣

、水和耕地養活了６０億人。然而

，人實際上隻使用了大氣、水和耕地這個係統的一個很小的部分。在航天器裏，就可以模擬製造出這樣的係統，也就是說，用適量的水、氧氣和食物供人生存。但是，這些水、氧氣和食物都必須以近１００％的回收率一次又一次地循環，科學家把它稱為封閉的循環。如此，人在太空中生存的條件就具備了。
　　但要真正實現起來，卻要複雜得多，其中食物補給、氧氣供應
、水的循環利用
、引力問題、輻射屏蔽問題
、垃圾處理問題、心理學因素等都是要解決的關鍵問題。
　　星際旅行的艱險和困難可想而知。但正如埃及人建造金字塔、哥倫布發現新大陸，這樣的“奇跡”總會實現。弗裏斯比說：“隻要想得到，人類就能做出讓人驚奇的事。” (科學時報  欒 海)

轉    自：新華網

本文編輯：李遷