恒星际宇宙飞行可能吗？

沈英甲

美国物理学家杰拉德·史密斯近十几年来一直在追寻反物质，全神贯注于用磁场把反物质“囚禁”于一种特殊容器中。史密斯此举的目的是利用反物质，将它作为燃料用于亚光速宇宙飞船。依靠最新的技术成果，认为实现恒星际宇宙飞行是可能的科学家不只史密斯一人。他们提出了从搭载原子反应堆、反物质反应堆的载人飞船，到利用激光束和粒子束加速到亚光速的探测器等形形色色的方案。

航天飞机不能实现恒星际宇宙飞行

如果前往离太阳最近的半人马座ν星的恒星际宇宙飞行能够成功，我们就能得到解开宇宙年龄等宇宙之谜的大量线索。但是航天飞机使用的化学燃料火箭加速度仅为1.7g，也就是只有地球重力1.7 倍的加速能力。假设使用航天飞机的话，必须持续加速两个月以上，使其速度达到0.5倍光速。这样的话，也得需用10年时间才能到达距地球4.3 光年之遥的半人马座ν星。显然这是不可能的。因为为了持续加速，航天飞机得装载更多的燃料，这使得它的重量之大以至根本离不开发射台。不仅如此，在航天飞机以0.5 倍以上的光速飞往半人马座ν星的漫长时间内，随着接近光速，一个难关出现了，这就是“爱因斯坦狭义相对论”指出的速度越快质量越大的规律。当速度达到光速的0.75倍左右时，质量将变成原来的1.5 倍；而由于飞行器质量的增大，推进力即使加大也无法使其加速；因此航天飞机必须造得尽可能轻些。

在恒星际宇宙飞行的情况下，需要的能量与今天的一般飞行相比简直是天壤之别。……