六大奇特太空构想实验：太阳能电站+高能激光器

　　据美国大众机械网站报道，恒星对于地球来说非常遥远，人类当前的太空旅行范围非常有限，要实现星际跨越飞行需要上百年时间来设计新型航天器。9月30日至10月2日，美国佛罗里达州奥兰多市召开了国防部高级研究计划署（DARPA）会议，为实现人类星际旅行实现第一步——详细探讨人类如何在星系中殖民探索。

　　众所周知，美国国防部高级研究计划署已雄心壮志地将星际旅行安排在日程表之中，但目前科学家讨论称人类首次实现星际旅行仍有诸多困难，尚需百年以上的时间。虽然真实的人类星际旅行仍是一个遥远的梦想，在近期召开的会议上，专家对于如何开启和实现人类星际旅行进行了深入探讨，并在某些方面达到了一致意见。

　　此次会议上，高级工程师、物理学家，甚至是科幻小说作家汇集在一起发表了各自的观点，著名物理学家、此次会议组委会主席詹姆士-班弗德（James Benford）称，这是迄今为止最广泛、最深入、最有见解的星际旅行探讨活动。共递交了205份研究报告（会议上发表了大约40份），专家们研究分析了太空星际旅行推进力的可行性，地外星体宜居性，以及人类如何在太空繁衍后代等涉及伦理道德问题。最终的讨论结果是目前将计划性地依据发展目标实现人类星际旅行。

　　太阳帆是目前已公开的一种星际旅行推进系统方案，美国宇航局和其它航天机构正在积极进行太阳帆实验，这是一种较大的薄膜镜片，可捕捉太阳光的物理压力从而推进其实现太空航行。理论上，工程师可以建造一种发射至太空轨道的激光器，用于推进太阳帆加速。但目前这一理论存在一些问题：这种实现星际旅行的太阳帆薄膜镜片需要大约月球三分之一的面积，激光器需要发射大约10太瓦的能量，当前科学技术难以支持这一能量消耗。

　　星际旅行空想家并不会打消念头，基于人类能量产出的加速增长，百年之内实现这种高能激光束或许是可能的。这仅是一个比例放大的问题。

　　美国宇航局其它国家航天机构已开始派遣无人探测器拍摄和研究太阳系其它星系，其中包括：对水星展开勘测的“信使号”探测器、对土星展开勘测的“卡西尼号”探测器，以及对火星进行勘测的探测器和登陆表面的火星车。然而，对其它星体进行采矿却是一个完全不同的难题。

　　美国宇航局肯尼迪太空中心研究物理学家菲利普-梅茨格（Philip Metzger）提出一种观点：发射自复制型机器人群抵达小行星和岩石行星，创建大规模的太阳能电站，并收集星际旅行需要的原材料。这些机器人能够自我维护，并自复制式地由小型探矿机器人成为大型采矿挖掘机器人和其它必备的采矿装置，然后以微波束动力将采集的原材料运送至地球。

　　目前如果采用普通燃料化学火箭抵达距离地球最近的恒星至少需要数万年时间，并且航天器需要大量的推进燃料才能支持太空旅行。百年内实现星际旅行至另一颗恒星，这一时间范围具有一定移居可行性，但是相应的人类航天器至少需要达到10%光速。

　　对于携载推进系统的航天器，核动力是可行性方案，我们可通过核聚变反应产生动力。除核动力之外，恒星旅行必须更前端的能量来源，反物质动力火箭可提供最佳推进力和有效性，该技术虽然技术可行，但仍需数百年时间完善发展。2011年，美国国防部高级研究计划署会议专家达成一致性：尽可能不采用空间扭曲装置，以及光速旅行和其它我们无法依赖的潜在技术突破。

　　从事百年星际旅行项目的科学家都会很自然地希望能够亲自旅行至其它恒星系统，或者至少为后代实现这一梦想打下基础。但是坦白地讲，发送宇航员进入太空是一件痛苦、棘手的事情。现今仍在置疑人类实现星际太空飞行的必要性。

　　为什么不选择机器人呢？机器人不需要食物、庇护场所、空气、娱乐和医疗护理，建造一个机器人基地比人类栖息地更加简单易行。首个星际旅行任务很可能由无人探测器来执行，或许不需要人类亲自进行太空旅行。但是当前派遣机器人仍存在一些挑战，机器人的电脑系统需要完全自治化，事实上这已接近人类智能等级，这些机器人宇航员需要评估具有生命迹象的恒星系统目的地，并计算出次探测器和登陆器的准确着陆地点。

　　目前的经济条件无法支持长达百年的星际旅行计划，预测这一计划至少需要数万亿美元，而且在未来百年内，我们还需要从整个太阳系内采集能量和物质，对太阳系其它行星、卫星和小行星进行探索，并以此作为跳板来完成更为复杂的星际探索任务。

　　美国“搜寻地外文明研究所（SEIT）”研究室主任吉尔-塔特（Jill Tarter）提出两项移居太空并拓展至太阳系之外的理由。她说：“我们需要解决人类文明仅在地球上繁衍未来所面临的问题，我们需要考虑移居至太阳系其它星体，保护我们人类文明不会湮灭于科技发展所带来的负面效应、环境资源滥用、游荡太空岩石对地球造成的致命性碰撞。”

　　对于这样持久昂贵的太空项目，我们需要像美国宇航局等航天机构的全力支持，甚至需要得到美国政府机构国防部的协作，这将是一个持久长期性，耗费大量资金的太空计划。

　　坦白地讲，航天机构不会麻烦地发送一群机器人抵达其它恒星系统，而让人类宇航员呆在地球这颗岩石星球上。像DARPA百年星舰计划这样具有科幻想像空间的太空计划将鼓励人类穿越星际空间，勇敢探索未知新世界。

　　但是如何努力才能实现人类穿过星际太空呢？未来的载人航天器将需要具备自维持性，具有完美的回收生态系统——自身重复供给食物的微型生态环境。在漫长遥远的星际旅行中，没有物质可以去浪费挥霍，甚至缺乏作为原材料的岩石。比如航天飞机等我们所熟悉的设计用于往返地球的人类航天器，出现某些故障时将是非常棘手，必须在星际旅行途中进行维修，较为容易地进行检修和采用用户友好型必需型组件，使用3D打印机制造一些组件存储备用。更为糟糕的是，未来星际航天器必须能够有效地屏蔽宇宙放射线，避免宇航员及其DNA分子遭受损害，宇航员DNA分子的健康性涉及百年星际旅行中人类后代的体质。

　　以上是未来充满不确定性星际旅行中的已知因素，DARPA会议的专家指出，以上讨论中出现的问题必须在人类离开太阳系之前进行有效解决。但目前仍有一个残酷而清晰的事实——会议上没有一位专家能够预想星际航天器如何返程回归地球，意味着这仅是一张单程太空机票。