巴薩德沖壓發動機自身并不攜帶任何燃料，它會使用位于太空艙前面的一個延伸數千公里的漏斗形電磁場，“舀起”星際空間內極其纖細的氣體和灰塵——所謂的星際介質。這些星際介質中的氫氣會被壓縮并被用作位于太空艙后部的核聚變火箭的燃料，驅動太空艙前進。
從理論上說，只要旅行中的星際空間內存在足夠多的星際氣體，由巴薩德沖壓發動機驅動的航天器就能持續不斷地加速前進，其行進速度可能非常接近光速。由此，這種巴薩德沖壓發動機成為很多科幻小說中的“常用道具”。例如，在美國著名科幻小說作家拉里·尼文的《已知空間》系列小說和包括《環形世界》在內的短篇小說中，都可見這種發動機的“倩影”；另外，波爾·安德森于1970年發表的小說《T-零度》對一個失控后高速飛行的星際沖壓飛船上所發生的事情進行了描寫。
但不足之處在于，太陽系和附近恒星周圍的星際介質非常少，而且科學家們已經估算出，那里沒有足夠的氫氣來給巴薩德發動機提供燃料。
不過，克羅弗德解釋稱，科學家們已經提出了幾個方案來解決這一問題，其中包括一種所謂的“沖壓增強恒星火箭”，這種火箭使用收集到的物質作為反應物驅動太空艙向前。
反物質火箭和黑洞驅動
除了上面提到的光帆、大型激光器和核聚變火箭，科學家們還提出了其他更新奇的實現星際旅行的方案。例如，由物質和反物質相互湮滅而驅動的火箭，這一方法盡管暴力，但非常有效。
不過，克羅弗德說：“反物質可能是一種非常好的火箭燃料，因為其能量密度極高。然而，反物質在自然界中并不存在，我們必須制造出來。但是制造反物質難度極大、成本極高，一旦制造出來也極其危險。因此，誰知道反物質是否能被用作火箭燃料呢？”
另一個異想天開的想法是“史瓦西球形閃電（Schwarzschild Kugelblitz）”驅動。這一驅動方式主要是在航天器發動機內使用一個微型人造黑洞作為能量來源。配備了所謂的“史瓦西球形閃電”驅動的飛船將捕獲微型黑洞極快且極暴力的衰變釋放的霍金輻射，并將其轉變成可以推動航天器前行的能量。每個人造黑洞僅存活幾年，因此新黑洞要按需制造，科學家們或許可以用伽馬激光器壓縮物質球來制造這種微型黑洞。
2009年的一項研究表明，一個由微型黑洞（質量與一艘現代的超級郵輪相當）提供能量的“史瓦西球形閃電”驅動的恒星飛船，有望在20天內加速到光速的10%。這一黑洞將持續大約3.5年，隨后完全衰變，其一生中將輸出160千兆（quadrillion）的能量。
“慢船”也可用于星際旅行
即使利用超快火箭，以光速的十分之一或更快速度行進，人類也需要幾輩子才能到達最近的恒星。盡管克羅弗德支持人類探索太陽系，但他也表示，星際距離太遙遠，在數百年內，人類或許都無法實現星際旅行。
他說：“我認為，人類能比機器人更高效地探測行星，將人送往太空能擴展我們的經驗范圍并豐富人類的文化，這一切也適用于星際尺度，只是星際之間的距離如此遙遠，而且技術困難太大，因此我們現階段很難實現。”
盡管如此，科學家們也提出了所謂的“慢船”概念，這些想法未來某一天或能將人類送往其他星系。
其一是“睡船”。在這種船上，人類宇航員在漫長的星際旅途中，處于“深度睡眠”或“假死”狀態。這一想法已在多部科幻小說中出現，其中包括1969年上映的《2001：太空漫游》、1979年上映的《異形》以及2009年上映的《阿凡達》等。
其二是世界船舶，也稱為是下一代船舶或者星際方舟，它將是巨大的能自給自足的太空棲息地，船上載有很多來自地球的人和物種，會在一個相對來說比較舒服愜意的旅程中前往系外行星。這段旅程可能需要數個世紀才能完成，最初的一代或幾代人可能“出師未捷身先死”，只有其后代才能到達目的地。
第三種方案是胚胎飛船，它會將低溫冰凍的人類胚胎而非活人送往遙遠的殖民星球，一旦到達目的地，這些人將“破殼而出”，并且由機器人“保鏢”對其進行教育。
曲速引擎助力超光速飛行
愛因斯坦的時空理論認為，有質量物體的運行速度不可能超過光速。但墨西哥理論物理學家米給爾·阿庫別瑞在1994年提出了通過“曲速驅動（Alcubierre drive）”原理打造的阿庫別瑞引擎，裝有該動力系統的宇宙飛船可利用愛因斯坦方程中特殊的時空“漏洞”形成展延空間，從而避開宇宙中任何物體的運動速度都不可能比光速快的定律。
阿庫別瑞設想的“曲速驅動”方式是在一艘形狀似足球的宇宙飛船外形成一圈巨大的環，該環需要特殊的技術制造，其功能是使飛船外部的時空彎曲，并圍繞著飛船形成一個曲速泡。
去年曾有報道，美國國家航空航天局（NASA）的一名研究人員稱，他們已經成功地在高真空中進行了電磁驅動實驗，實現曲速引擎的使用，這意味著有朝一日能讓人類以超光速的速度遨游太空。
另一個“超光速”概念是利用跨維度的蟲洞，這一概念從理論上來說也是可行的，但目前還不存在。在2014年上映的電影《星際穿越》中，土星附近神秘地出現了一個蟲洞，這條穿越時空的隧道通向一個遙遠的星系，人類可以穿過這條隧道，找尋一個可以殖民的星球，以延續我們的文明。
盡管如此，克羅弗德強調稱，這一超光速旅行的概念充斥著未知但明顯的悖論，例如違背了因果律等。因果律稱，事件由發生在此前的其他事件所造成，而不是相反。因此，盡管從技術上來說，這一概念可以實現，但結果可能證明，其根本不可行。
雖然以上諸多想法有些已經夭折，有些小荷才露尖尖角，有些令人覺得匪夷所思，完全還在孵化階段，但不管怎樣，人類集多年知識和智力積累的“洪荒之力”，未來終有一天會實現這個偉大的夢想：前往其他星球，找尋地球失散多年的“兄弟”或在此創建新的美麗家園。
來源：科技日報
共2頁 上一頁 [1] [2]
紅商網優質內容還將同步分發到公眾號、視頻號、頭條號、西瓜抖音、網易號、搜狐號、企鵝號、百家號、好看視頻、新浪微博等國內主力流量平臺。
