葉煜東

小編的話：

我們的征途是星辰大海，宇宙深空是我們的未來。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？一起來看一看吧！

揚(yáng)帆遠(yuǎn)航——神奇光帆

15世紀(jì)開始，人類進(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：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

愛因斯坦的廣義相對(duì)論指出，大質(zhì)量的物體可以讓它周圍的空間發(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——空間探測器從行星旁繞過時(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，宇航員庫珀最后操縱著破損的“永續(xù)號(hào)”孤注一擲，通過黑洞“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)”探測器就是經(jīng)過木星和土星——這兩個(gè)太陽系大塊頭行星的引力加速才獲得了足以脫離太陽引力控制的動(dòng)能，并在2013年9月12號(hào)被美國國家航空航天局正式宣布已經(jīng)脫離了太陽系，繼續(xù)向著無人深空進(jìn)發(fā)。

折疊空間——曲速航行

如果說引力彈弓是利用了宇宙中的天然“地形起伏”的話，那么曲速航行就是人類移山填海，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《哆啦A夢——大雄的宇宙開拓史》的片段簡潔又形象地描繪了何為彎曲空間——通過一定手段讓空間“折疊”，把本來相隔很遠(yuǎn)的兩個(gè)點(diǎn)拉近。這種方法優(yōu)雅而高效：沒有燃燒，無需噴射，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，而是無限空間之王。

可惜的是，這個(gè)誘人的方法現(xiàn)在依然沒有實(shí)現(xiàn)，我們現(xiàn)在還沒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)能夠消除我們過去的萬水千山重重阻隔，未來的“星際高鐵網(wǎng)”就等待著用曲速航行技術(shù)來搭建了！