葉煜東

小編的話(huà)：

我們的征途是星辰大海，宇宙深空是我們的未來(lái)。除了化學(xué)引擎、離子引擎、核能引擎能幫助我們走向太空，還有哪些奇妙的宇宙航行方法是我們不知道的呢？一起來(lái)看一看吧！

揚(yáng)帆遠(yuǎn)航——神奇光帆

15世紀(jì)開(kāi)始，人類(lèi)進(jìn)入大航海時(shí)代，帆船成了挑戰(zhàn)未知的遠(yuǎn)航之旅的象征。而在宇宙大航海時(shí)代，太陽(yáng)帆飛船（也叫光帆飛船）就可以算是最接近傳統(tǒng)帆船形象的飛行器了。

下雨天，當(dāng)我們打著傘走在雨中的時(shí)候，握著傘柄的手能夠源源不斷地感受到打在傘面上的雨滴所帶來(lái)的壓力。同樣，不論是光還是粒子，它們打在光帆之上也會(huì)產(chǎn)生一定的壓力。飛船就如同沐浴在光子或是輻射粒子“風(fēng)”里的“帆船”一樣，在這種壓力推動(dòng)下不斷前進(jìn)。

古典帆船不需要螺旋槳，只要有風(fēng)就能航行，光帆飛船也只需要“粒子風(fēng)”。這意味著一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)：可以去掉推進(jìn)劑和引擎，從外部提供動(dòng)力，讓飛船本身的重量得到極大削減。

在劉慈欣的科幻作品《三體》之中，為了向1光年之外正在往地球進(jìn)發(fā)的三體艦隊(duì)發(fā)射一顆能夠盡快到達(dá)的飛行器，彼時(shí)的人類(lèi)提出了一個(gè)“階梯計(jì)劃”。這個(gè)計(jì)劃中的飛行器便是擁有著巨大輻射帆的光帆飛船，通過(guò)依次引爆在預(yù)定飛行軌道上從地球到木星軌道之間的近千枚核彈，利用其爆炸產(chǎn)生的輻射作用于光帆帶來(lái)持續(xù)的加速，最終使追求極致輕量化的飛船達(dá)到了光速的百分之一。

可喜的是，光帆飛船現(xiàn)在已經(jīng)不再是紙面上的設(shè)定，而是慢慢走向現(xiàn)實(shí)的切實(shí)可行的方案。日本航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）在2010年發(fā)射的“伊卡洛斯號(hào)”（IKAROS）飛船已經(jīng)成功驗(yàn)證了將光帆作為唯一推進(jìn)方式的可行性。

利用空間——引力彈弓

愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論指出，大質(zhì)量的物體可以讓它周?chē)目臻g發(fā)生彎曲。如果把行星或恒星等大質(zhì)量物體比作金屬球，宇宙空間比作橡皮膜，壓在一張平整橡皮膜上的金屬球會(huì)產(chǎn)生一個(gè)凹陷。假如這時(shí)候有個(gè)小球向著這顆金屬球而去，這個(gè)小球的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)彎曲，小球在滾向凹陷的過(guò)程中也會(huì)不斷地加速。這正是“引力彈弓”的基本原理——空間探測(cè)器從行星旁繞過(guò)時(shí)受行星的引力作用，運(yùn)動(dòng)速率增大。

在電影《星際穿越》中，宇航員庫(kù)珀最后操縱著破損的“永續(xù)號(hào)”孤注一擲，通過(guò)黑洞“巨人”的引力彈弓作用，讓宇航員艾米莉亞得以逃生。

再回到我們的時(shí)代，1977年9月5日發(fā)射的“旅行者號(hào)”探測(cè)器就是經(jīng)過(guò)木星和土星——這兩個(gè)太陽(yáng)系大塊頭行星的引力加速才獲得了足以脫離太陽(yáng)引力控制的動(dòng)能，并在2013年9月12號(hào)被美國(guó)國(guó)家航空航天局正式宣布已經(jīng)脫離了太陽(yáng)系，繼續(xù)向著無(wú)人深空進(jìn)發(fā)。

折疊空間——曲速航行

如果說(shuō)引力彈弓是利用了宇宙中的天然“地形起伏”的話(huà)，那么曲速航行就是人類(lèi)移山填海，主動(dòng)出擊了。這里的“曲速航行”，可以叫做“曲率航行”或“翹曲空間”，本質(zhì)上就是對(duì)空間的主動(dòng)彎曲。

下面這段選自漫畫(huà)《哆啦A夢(mèng)——大雄的宇宙開(kāi)拓史》的片段簡(jiǎn)潔又形象地描繪了何為彎曲空間——通過(guò)一定手段讓空間“折疊”，把本來(lái)相隔很遠(yuǎn)的兩個(gè)點(diǎn)拉近。這種方法優(yōu)雅而高效：沒(méi)有燃燒，無(wú)需噴射，快速便捷——常規(guī)的宇宙飛行在它面前慢如蝸牛。同時(shí)，這種對(duì)空間的主動(dòng)干預(yù)讓人類(lèi)有一種主人般的感受，仿佛自己不再是渺小脆弱的生命體，而是無(wú)限空間之王。

可惜的是，這個(gè)誘人的方法現(xiàn)在依然沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，我們現(xiàn)在還沒(méi)能找到人工彎曲空間的有效方法，曲速飛船也依然是一個(gè)美好的概念。但是這種方法又是如此誘人，因?yàn)樗軌驅(qū)崿F(xiàn)真正意義上的空間壓縮，極大地縮短旅行時(shí)間，讓行星際間甚至星系之間的旅行成為現(xiàn)實(shí)。正如現(xiàn)在高鐵已經(jīng)能夠消除我們過(guò)去的萬(wàn)水千山重重阻隔，未來(lái)的“星際高鐵網(wǎng)”就等待著用曲速航行技術(shù)來(lái)搭建了！