人类如何实现星际旅行，无需曲速引擎

爱因斯坦广义相对论的场方程表明超光速（FTL）旅行是可能的，因此一些研究人员正在努力研究是否可以通过我们的技术创造出《星际迷航》风格的曲速引擎，或者一种人造虫洞。

但是，即使明天就证明可行，FTL系统的设计也可能像达芬奇 16 世纪的飞行器图纸比莱特兄弟 1903 年的飞行器那样超前。但这并不意味着人类在未来一两个世纪内无法实现星际飞行。除了 FTL 旅行，还有一些正在研发的技术可以让人类远征到最近恒星的行星。

选择目标

当然，此类任务的可行性将取决于地缘政治经济因素。但也取决于到最近类地系外行星的距离。半人马座阿尔法星距离太阳约 4.37 光年，是太阳最近的邻居；因此，科幻作品，包括《星际迷航》，都将其设想为人类的第一次星际目的地。

2012 年，人们发现了一颗行星，它围绕着半人马座阿尔法星 B 紧密运行，这是组成半人马座阿尔法星系的三颗恒星之一。三年后，天文学家未能找到这颗行星，但如果它存在，它也会太热而不适合生命生存。我们真正想知道的是，在两颗主星的更远处是否存在行星，或者它们那颗小得多、暗得多的伴星——比邻星，距离地球仅 4.24 光年——是否拥有自己的行星。

很快，这些问题将由美国宇航局将于 2018 年发射到太空的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）以及其他后续仪器来回答，这些仪器不仅能探测到行星的存在，还能读取行星大气的化学成分。

想象一下：如果半人马座阿尔法星或另一个附近星系周围存在类地行星，天文学家将在十年或二十年内发现它——肯定比我们能建造出像“进取号”那样的飞船早得多。

也许我们可以考虑以低于光速的速度飞行。

推进

鲜为人知的是，美国政府在 20 世纪 50 年代末和 60 年代初花费了大量资金，测试了硬件，并雇佣了一些顶尖人才来开发一个名为核脉冲推进的想法。

这项名为“猎户座计划”的工作是保密的，因为其原理是发动机将一系列“核脉冲单元”——大约相当于广岛/长崎威力的原子弹——向后喷射。每个单元爆炸，冲击波将冲击力传递给一个巨大的钢制推板，该推板连接着你可以想象的最巨大的减震系统。

研究人员计算出，飞船可以达到光速的 5%（0.05 c），前往半人马座阿尔法星的旅程大约需要 90 年。1963 年的《禁止核试验条约》（禁止在大气层中进行核爆炸）和 1967 年的《外层空间条约》（禁止在外层空间使用核爆炸装置）有效地终结了“猎户座计划”。

在他的史诗级电视系列《宇宙》中，卡尔·萨根指出，这种发动机将是处理人类核弹的绝佳方式，但它必须远离地球启动。但令人惊讶的是，在“猎户座计划”获得资助时，其计划是用核脉冲引擎，甚至从地球表面一次性发射飞船。可以肯定的是，我们不太可能建造一艘核脉冲飞船，但这是我们已经拥有建造技术的东西。

更清洁的系统

但有没有一种不那么爆炸、更清洁的推进系统可以达到同样的目的呢？英国行星学会（British Interplanetary Society）在 20 世纪 70 年代以“伊卡洛斯计划”（Project Daedalus）承担了这一目标。该计划以希腊神话中建造翅膀逃离克里特岛的发明家伊卡洛斯命名，其设计基于惯性约束聚变（ICF）的预测发展，ICF 是在地球上产生核聚变能源的两种主要策略之一。

另一种策略是磁约束聚变（MCF），与 ICF 类似，也有将 MCF 应用于太空推进的设计。与“猎户座计划”一样，“伊卡洛斯计划”的飞船也必须相当大。但使用氘和氦-3（从月球表面或木星大气中获取）作为燃料，“伊卡洛斯计划”的飞船可以达到 0.12 c 的速度，将前往半人马座阿尔法星的旅程缩短到约 40 年。

还有其他巧妙的设想，例如布萨德冲压发动机，它可以接近光速，但发动机的尺寸和我们需要填补的技术空白变得如此之大，以至于它们可能并不比曲速引擎更容易实现。因此，当我们考虑人类星际航行的形式时，我们将讨论限制在“伊卡洛斯计划”的 0.12 c 附近的能力。

世代飞船

有人说，如果你想跑得快，就一个人去；如果你想走得远，就一起去。这句谚语概括了建造一艘星际飞船的策略，这艘飞船足够大，以至于你不必太担心旅行时间。

实际上，这艘飞船就是一个太空殖民地。它包含一个庞大的人口——目前的估计是，一个健康的基因库至少需要数万名殖民者——以及人们舒适生活所需的一切，然后它将沿着一条轨迹离开太阳系。将需要数千年才能到达目的地的星际方舟的想法可以追溯到太空时代的先驱——俄罗斯的康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基和美国的罗伯特·戈达德——这个想法真正起航是在 20 世纪中叶的科幻作家手中。

在 1941 年创作的一部两卷本小说系列中，罗伯特·海因莱因写到一艘航行了如此之久才到达目的地的飞船，以至于船上的人们都忘记了他们是在飞船上。相反，他们认为这艘巨大的飞行器就是他们的自然世界。

将殖民者送往持续数百年或数千年的旅程，会引发社会问题，例如让未出生的世代在行星之间 transit 中度过一生是否合乎道德。

10,000 年是很长的时间，意味着要将大量世代投入到星际虚空中。但如果我们谈论的是 40 年甚至 90 年，那可能更容易被更多人接受。不过，这仍然会引发关于谁会自愿参加这样一次远征的问题。

但对于注意力不集中的人呢？如果我们不想建造巨大的、移动的殖民地呢？

卵子飞船

这是另一种科幻策略：将冷冻保存的人类胚胎或配子（卵子和精子）送入深空。到达目的地星系后，胚胎将被发育。这需要一个人造子宫，我们还没有，但与聚变一样，这也是在几十年内的事。

在本世纪的某个时候，无母生育可能成为技术现实。理论上，我们可以将冷冻保存的胚胎穿越太空，如果需要，由于推进限制可以穿越数百年，并在新行星上发育成足月婴儿。

然后，你只需要机器人保姆来抚养和教育这些婴儿殖民者。如果有一个技术进步领域，人们非常确信它将继续以曲速前进，那就是机器人和人工智能。

卵子飞船的概念充满了伦理问题，这些问题可以在评论区进行讨论。

暂停生命

尽管听起来技术上雄心勃勃，但医学科学正在朝着安全的人类冬眠方向取得渐进式进展。

目前，在心脏骤停后，将患者体温有意降低几度，从而诱导轻度低温昏迷，是常规操作。这使得大脑在缺氧后能够恢复，而保持正常体温会导致所谓的再灌注损伤。

虽然还不是常规操作，但现在正在进行临床试验，在严重失血的情况下，创伤外科医生会将患者的体温降至接近冰点。这就是真正的悬浮动画。这仅持续两到三个小时，可以延缓死亡，以便修复损伤和补充血液，但在此期间，人基本上处于冬眠状态。

随着渐进式进展，该手术最终可以延长到数小时，甚至数天或数周，以治疗其他疾病。也许，随着时间的推移，我们可以让人们长时间睡眠，并在计算机的足够监督下，像现在搭乘跨洋航班一样，在整个星际航行中安然入睡。