星宇飘零|人类何时能实现星际航行？现实可能比你想象中更困难
关于人类什么时候可以进行星际航行的问题 ， 如果非要现在来回答 ， 那只能是四个字：遥遥无期 。
【星宇飘零|人类何时能实现星际航行？现实可能比你想象中更困难】大家都知道我们现在航天使用的是化学燃料 ， 化学燃料的效率是极低的 ， 在脱离地表引力的火箭发射中 ， 为了得到足够的推力 ， 火箭需要携带数倍于火箭自身重量的燃料 ， 这不单导致燃料的极大浪费 ， 也增加了燃料补给的难度 。
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目前的化学燃料中比较容易补给的是氢 ， 因为即使在宇宙空间里 ， 氢分子也是随处可见的 ， 但氢需要氧化剂——氧气才能燃烧从而产生推力 ， 而氧气的补给就没有那么容易了 ， 它并非如氢一样满宇宙都是 。
氢之所以那么多是因为它是在宇宙大爆炸后就形成的 ， 占了宇宙大爆炸产生元素的70%以上 ， 但在宇宙大爆炸时 ， 氧的含量基本为0 ， 现在所有的氧气都是后期产生的 。 根据现有理论 ， 氧元素形成于恒星核聚变 ， 在恒星内进行的核聚变反应过程中会产生氧原子核 ， 但这些氧原子核只存在于恒星内部 ， 由于恒星数百公里每秒以上的逃逸速度 ， 内部产生的氧原子根本无法离开恒星 ， 在恒星喷发出的恒星风里 ， 主要也是氢、氦这样的轻元素 。 而我们目前呼吸的氧 ， 基本上都是末期恒星爆发后喷射出来的 ， 对于目前的银河系 ， 大约每一百年才发生一次这样的超新星爆发 ， 所以氧气的稀有性可想而知 。
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因此 ， 如果使用化学燃料 ， 在星际航行中要补充是极其困难的 ， 燃料用完很可能就用完了 。
就我们目前所知的物理知识 ， 要进行星际航行至少要有使用核聚变技术的航天发动机 。 然而我们现在连持续的可控核聚变技术都没有 ， 即使在我们有生之年实现了可控核聚变技术 ， 可控核聚变小型化又是另一道技术门槛 ， 因为现在研发中的可控核聚变设备是这样的：
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单单实现可控核聚变还不够 ， 必须让它的能效比足够高才有意义 ， 如果输入10份能量才产出11分量那就没有什么意义了 。 假如能效比也解决了 ， 那么下一道技术门槛就是发动机的材料问题 ， 即使采用最干净的氦3作为核聚变原料 ， 核聚变所产生的可是伽马射线 ， 也不是一般材料能长期承受的 。
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即使采用了高密度金属板抵受住了伽马射线的攻击 ， 最干净的核聚变燃料氦3可不是很容易获得的燃料 ， 补给又成了问题……因此 ， 我们需要考虑的是用满世界都有的氢（包括同位素氕、氘、氚） 。 然而 ， 问题是最常见的氢1（即氕）只有一个质子 ， 所以在核聚变开始前要先实现β衰变产生中子 ， 这个过程随机发生 ， 我们根本不能指望它能在短时间内大量发生 。 因此直接使用最常见的氕作为燃料并不靠谱 。 而如果使用氘和氚则会在核聚变到氦时产生多余的中子 ， 这就产生了核污染 ， 大量的中子轰击将会改变容器材料的性质 ， 这是个相当大的问题 。 所以下一个技术门槛就是如何把所产生的中子定向喷射出去 ， 现在看来好像没有什么好的办法 ， 因为中子不带电性 ， 无法通过磁场定向加速 。
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所以 ， 要实现航天的核聚变发动机可谓困难重重 ， 反观现在超大型的磁约束装置下实现可控核聚变都举步维艰 ， 就不要怪我对实现星际航行如此悲观了 。
不过你可能也听说过一些类似电磁驱动、光压驱动这类的非常规航天驱动方式 ， 但它们无一不面临一个困难 ， 就是机动性太弱 。 没错 ， 理论上它们可以通过持续的缓慢加速来达到相对较高的速度 ， 但这样的加速需要一个较长的时间 ， 同样的 ， 要实现减速也需要相同的时间 ， 那么在太空中高速航线时出现意外情况怎么办？飞船根本无法及时制动……所以 ， 这种驱动方式根本没法用于载人航行 ， 太危险了……
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