星际旅行知多少

《星际迷航》系列影视作品相信很多人都看过，里面装备最先进的宇宙飞船“进取号”，在星云里极速前进，在太空中引发绚丽的辉光，这一美景简直让天文爱好者们着迷。

但现实中，这一场景有没有可能真的实现呢？假设我们现在正在为人类策划第一次星际旅行，我们应该从哪里着手呢？

选择目的地

不管何种旅行，我们第一步要做的就是选择目的地，为星际旅行选择目的地更不能马虎。首先要考虑的应该是距离问题。科学家们发现，半人马座α星位于距离地球约4.37光年的地方，是太阳最亲密的邻居。位于天空南方的半人马座α星，是三颗恒星由于引力的作用聚集在一起而组成的聚星系统。这三颗恒星分别是：半人马座α星A、半人马座α星B，以及半人马座α星C。其中半人马座α星A与半人马座α星B是一对双星，第3个成员半人马座α星C是一颗红矮星（指表面温度低、颜色偏红的矮星），因为它距太阳只有4.24光年，是离太阳最近的恒星，所以也称为比邻星。由于距离上的绝对优势，包括《星际迷航》在内的科幻作品都把半人马座α星想象成人类的第一个星际旅行目的地。

为此，科学家们格外关注这里。2012年，科学家们惊喜地发现，有一颗行星正围绕着半人马座α星B进行轨道运行。奇怪的是，三年之后，这颗行星再也找不到了。不过科学家表示，这颗行星的温度太高，不适合人类居住，即使它仍然存在，也不能作为人类星际旅行的目的地。而在2016年，科学家们发现了一颗围绕比邻星的行星，叫做比邻星b。该行星位于适居带内，其表面也许有液态水。

这样一来，目标选定比邻星b即可。接下来，我们只要搭乘一艘像“进取号”那样的宇宙飞船，就能开始我们的星际旅行了。

驱动一艘飞船

对于宇宙飞船的研究，科学家们也是锲而不舍。1958年，美国政府发起了一项“猎户座”计划，打算造一艘至少可以搭载40名宇航员的巨无霸太空船，并使用核弹作动力，将其送往火星、木星或土星。这项计划聚集了当时世界上最顶尖的科学家，并投入了大量的资金。“猎户座”太空船的工作原理是：让太空船携带数千枚小型核弹，当飞船需要动力时，宇航员就从船尾释放出一颗核弹，接着再释放出一些由含氢塑胶制成的固体圆盘，当飞船驶出一定距离，核弹将在飞船后面爆炸，蒸发掉塑胶圆盘，将其转化成高热的等离子浆。这些等离子浆会向四面八方冲击扩散，其中一部分将会撞击太空船尾部巨大的金属推进盘，从而推动太空船高速行驶。

研究人员计算出，这艘船的速度可以达到光速的5%，以这个速度从地球到达半人马座α星大约需要90年。然而，1963年的《全面禁止核试验条约》（禁止在大气中进行核爆炸）和1967年的《外太空条约》（禁止在太空中进行核爆炸），直接导致了“猎户座”计划胎死腹中。

但是，有没有一个不那么具有爆炸性并且能达到同样目的的推进系统呢？英国星际学会在上世纪70年代重新回顾了“猎户座计划”，并提出“代达罗斯计划”。“代达罗斯计划”以更强大且更加环保的核聚变力量代替核弹，为飞船提供动力。它的推进系统不像“猎户座”太空船那样在外部爆炸，而是使用内部的发动机，在一个磁场构筑的“燃烧室”中，向小燃料球发射电子束，产生离子。这种用磁场限制离子浆的办法明显比“猎户座”太空船更高效，因为“猎户座”太空船核弹爆炸产生的能量只有小部分投射到了船体上转化为动力。据有关数据显示，“代达罗斯”探测飞船的质量为5.4万吨，其中推进装置重量就占了5万吨。预计经过持续4年的加速后，代达罗斯探测飞船的飞行速度可以达到光速的1/8，这就意味着它从地球到达半人马座α星仅需要40年。

太空飞城

可以想象，一趟星际旅行需要花费的时间会非常长。实际上，我们所搭乘的宇宙飞船，会更像是自己生活的城市，也就是科幻小说里所描述的星际方舟。

著名的航天科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基和罗伯特·戈达德曾提出星际方舟的想法。他们认为，星际方舟起码要花上几千年的时间才能到达目的地，所以这艘方舟上至少需要成千上万的人，才能维持长期的自然繁衍。这一想法深受20世纪中期的科幻小说作家们欢迎。罗伯特·海因莱因(美国现代科幻小说之父) 在1941年写的两篇小说中，描述了一艘飞船，这艘飞船花了很长的时间才到达目的地，以至于船上的人早已经忘记了他们是船上的乘客。相反，他们认为这艘大型飞船才是他们生活工作的家园。

另外，让人们进行一个长达几百年甚至几千年的航行，可能还会引发一些社会问题，例如，在航行过程中，这些人的后代将在行星之间的虚空中出生，这些新诞生的生命到底算是地球人，还是外星人？

几千年对人类而言是相当长的一段时间，这意味着数百代人将以全部的生命致力于星际间的旅行。这样看来，“猎户座计划”所需的90年和“代达罗斯计划”的40年就让人容易接受多了。

疯狂的创意

不过，即使是几十年，又有多少人会自愿参加这样的远征呢？

为了解决这个问题，科学家们提出了一些更有创意的想法。可能有些想法有点疯狂。

一种是用“蛋船”的方式。这是科学家的一种大胆的设想:将低温保存的人类胚胎，或配子(卵子和精子)送入深空。到达目标星后，胚胎就会发育成人。科学家们相信，在本世纪内，没有母亲的分娩可能成为一种现实。从理论上讲，我们将能够在几个世纪内把冷冻保存的胚胎送入太空，它们将在各自的保温舱里发育成新生婴儿。然后，我们所需要的只是机器人保姆来抚养和教育这些婴儿。科学家们有足够的信心，随着人工智能的快速发展，机器人保姆的想法应该不难实现。

虽然蛋船的想法看似可行，但是由此引发的伦理问题还有待商榷。

还有一种设想就是“假死”。从我们现在的常识来讲，“假死”听起来似乎有点天方夜谭，但日益进步的医学科学确实有望使人类进入安全的长期冬眠状态。

其实在临床治疗中，有意地将病人的体温降低几度是较常规的做法。这种做法用以诱导病人在心脏停搏之后进入轻微的低体温昏迷，从而减少这段时间的氧气损耗，使得病人在经过治疗后，其大脑不会发生再灌注损伤（指遭受一定时间缺血的组织细胞恢复血流后，组织损伤程度迅速增剧的情况）。而在一些较先进的临床试验中，创伤外科医生会在病人严重失血的情况下，将他们的温度降至接近冰点，病人在整个过程中的状态基本与冬眠无异——这是真正意义上的假死。

不过，这个假死的过程目前仅可以持续两到三个小时。科学家表示，随着科技的不断进步，这一假死的持续时间可以延长，最终我们可以让人们睡得足够久，以至于让整个星际旅行在睡眠中度过。但是长期的冬眠，会对人类的各项机体产生怎样的影响，当他们苏醒时会变成什么样，我们没办法预测。

总之，科学家们还在不懈地努力，使星际旅行离我们越来越近。说不定在不久的将来，以上这些都将成为现实，人类第一次星际旅行会是何种壮景，让我们拭目以待。