深太空旅行还有多远

      在科幻片中，大家可能经常会看到帅气的男主角为了营救某个大波妹，二话不说坐上一架样子酷似未来版歼-20（ 有时也有可能酷似肥皂盒😳 ）的太空飞船，发动引擎直奔某某星球而去。

     看似那么理所当然的画面，其实早已超越了人类现有的科技水平！

      现实中，咱先不说《星际迷航》里面那些时空穿越、虫洞穿梭，仅仅就太空飞船的起飞和降落来说，现实和科幻也是相距甚远。在科幻片中，太空飞船的起降往往和现实生活中的直升机相类似，起降自如，想往哪飞就往哪飞，完全不用考虑起飞时间、飞行角度、起降地点等。而现实生活中，太空飞船的起飞则需要在装备完善的发射中心来进行，即使是装备完善了还得等待绝佳的气象条件、发射时间等各种因素；而其降落则更是相距甚远，大部分太空飞行器的着落都只能采取类似硬着陆的方法，即便是航天飞机能够实现软着陆，其在穿越大气层时也会承担更大的绝热考验和爆炸风险。

     有人会有疑问，为啥开个飞船要有这么多限制和“不合理”之处。举个栗子，咱要去月球度蜜月，那直接瞄准嫦娥姐姐飞不就完了，为啥还要先进入预定轨道绕地球几圈，再脱离轨道，接着再进入月球轨道绕上几圈，最后才能着陆。加加林、阿莫斯特朗and杨利伟同志肯定会异口同声的说：我TM也想啊，可是不能够啊！根本原因是啥？是——没那么多燃料让你带。

     以去年升空的神州11号为例，其坐骑为长征2号F型火箭，整个火箭（包括飞船本身）接近500吨，光燃料及其仓储装置就占到480吨以上，而飞船本身的重量仅仅8吨，而那么多的燃料仅仅只能将飞船送至地球轨道让其绕着地球公转而已。

     有人开始要发飙了，说：这科幻片拍的脱离实际也就算了，根本的物理常识怎么都能违反呢？！

     科普君来说句公道话，科幻片虽说是脱离现实，但其基本情节仍然不能违反公众常识，只不过某些情节需要依靠未来的物理常识而已！

     咳咳~~  是这样的！ 目前人类通用的太空飞船采用的推进器均为“化学火箭”，相比于科幻片里飞船使用的推进器，其比冲量极其低下（可能连其零头都不到），但由于其能产生巨大的瞬间推力，所以在未来很长的时间内还将统治世界。而科幻片里或者说人类未来深太空飞行器所采用的绝非是“化学火箭”，就目前的科学构想来看，很有可能是采用了特殊的核动力推进装置！

     核动力飞船顾名思义，其能量来自核反应。虽然其名字听起来很新潮且基本未在新闻中看过，但这一设计早在60年前就有科学家提出并加以研究实验。筒子们可以在百度搜索“猎户座计划”就能看到有人曾设想125天往返火星的太空旅行计划，其大致设计是一艘携带了数千枚核弹并将其在太空逐个引爆作为动力的深太空飞船，可后来因为政府经费及《国际大气层核试验条约》等原因限制而中途流产。

     然而，就现实情况来说，核动力只是为飞船提供了近乎永久的能量来源，对深太空飞船来说，最重要以及最需要的则是发明高比冲量、强推力（高功率）的推进器，而目前，人类技术仍然不能发明出同时具备这两种属性的飞船动力装置。

     为何要同时具备这两种属性呢？

     众所周知，飞船进入太空后，便处在近乎真空的环境之中，要使其运动状态发生改变（加速、减速、变向），光有能量是不够的（比如电能、热能），需向外喷射有质量的物质，才能完成运动状态的改变（参考高中物理动量定理相关章节）。而上文就已暗示飞船携带的燃料是有限的，以“化学火箭”作为深太空长期飞行显然是不可取的，因此必须具备极高的比冲量。然而，这一问题难不倒聪明的科学家们，“离子推进器”的发明便很好的解决了这一难题。

     尽管“离子推进器”解决了常规推进器比冲量低的难题，但是其最大且最致命的缺点是推力非常之小，小到硕大的一离子火箭推进器只能吹得动一张纸，完全无法推动太空船脱离地球重力或者实现软着陆。

     上文科普君说了，要想充分实现深太空飞行，重点在于飞船推进器是否能够满足高比冲量、强推力以及足够的能源供给，科学家们也正在为这几大目标而不懈努力中，虽然尚未实现对这一超级推进器的理论设计，但其分支研究项目已在逐一进行攻克，并且在某些领域已实现相关实验成果，如VASIMR（可变比冲磁等离子体火箭）设计、NIF（美国国家点火装置）、代达罗斯计划、ITER项目（国际热核聚变实验反应堆）等等，可以说都是该超级推进器研究进程中的一环。

     以ITER为例，项目旨在20年至30年内掌握人为有效控制核聚变反应堆，并将其推广至能源、太空等各大领域。该项目自2006年开始实施，预期持续30年，由7个成员实体资助和运行（欧盟、俄罗斯、日本、中国、印度、美国、韩国），35个国家参与，项目预算超过200亿欧元，勘称世界级工程，有图有真相哦！

     虽然这只是超级推进器发展的一个小环节，但却犹如阿姆斯特朗名言所说的，这是超级推进器迈出的一小步，但却是人类迈出的一大步。相信不久的将来，人类真的能够坐上配备超级推进器的私人航天飞船去月球度蜜月，去土星参观一下光环，甚至去更远的星系会一会外星朋友！