第240章 星际飞船（1）（1/1）

星际殖民是一个需要经歷许多漫长旅程的过程。我们討论过一个叫做“戴森困境”的概念，简而言之，它假设技术文明会倾向於扩张，而如果它们真的这样做了，即使在数十亿光年之外的星系，我们也应该能够观测到这种扩张。而这其中的来龙去脉是一个庞大的话题，我们必须先打下很多基础，才能在今天深入探討这个主题。首先，我们先来简要回顾一下几个世纪前人们对星际旅行的看法。除了一些值得注意的例外情况，在几个世纪前，人们並没有过多考虑其他恆星周围的行星，更不用说前往这些行星旅行了。在19世纪，地球可能非常古老——拥有数百万甚至数十亿年歷史——这一观点开始逐渐被公眾所接受。与此同时，宇宙本身也有著难以想像的年龄和规模，其中布满了恆星，而这些恆星可能也拥有同样古老的行星，这一想法也开始出现。这里需要说明一下：“地外的”这个词之所以被广泛使用，是因为早期大多数关於外星生命的概念都指向太阳系內的其他行星，比如火星和金星，就像h?g?威尔斯的《世界大战》或埃德加?赖斯?巴勒斯的《火星公主》系列中所描述的那样。我们当时並没有使用“太阳系外的”这个词——它的意思是“在我们太阳系之外”，而是使用了“地外的”，意思是“並非来自地球”。这並非偶然，因为我们当时並没有认真考虑过星际旅行，也没有认真思考过其他恆星周围是否存在像地球这样的行星。关於星际旅行的早期科幻作品出现得相当缓慢，而且往往不受观眾欢迎。h?p?洛夫克拉夫特——这位如今著名的科幻恐怖作家，在他开始写作的一个世纪后，在他那个时代从未取得过成功。这可能是因为他的作品主要围绕著思考宇宙的古老与浩瀚所带来的存在主义恐惧。人类在宇宙中只占据了一小部分空间，且存在的时间转瞬即逝——这一概念逐渐深入人心，但当时人们还没有被迫去直面这些概念。不过，最能激励其他人思考和创作相关主题的可能是奥拉夫?斯塔普尔顿，他在20世纪30年代创作了关於长期存在的文明、外星生命、巨型工程、基因工程和地球化改造的作品，为许多人打开了想像的大门。在那之后不久，科幻小说作为一种体裁迎来了爆发式增长——也就是人们所说的20世纪30年代末至40年代的“科幻小说黄金时代”，当时这类题材开始真正引起人们的广泛关注。而隨著20世纪50年代末至60年代的太空竞赛，这种关注一直持续了下去。在科幻小说开始普及外星行星的概念一代人之后，我们將人类送上了月球，不久之后又向火星发射了探测器。不幸的是，我们的太空探索就此停滯不前——因为月球比其他行星近大约100倍，虽然我们本可以在几十年前就將人类送上火星，但相关的成本和风险一直过高，以至於没有人愿意批准这项任务，而且从很大程度上来说，这只不过是一次极其昂贵的“拍照打卡”。同样，永久性的月球基地也尚未建成。月球是人类旅行过的最远的地方，距离地球只有几光秒，而它与最近的恆星之间的距离，却是月球与地球距离的近1亿倍。打个比方，如果地球在你的手掌心，月球在你的指尖，那么火星就在你邻居的院子里，而我们最近的恆星邻居则在另一个大陆上。因此，要认真考虑星际旅行，我们必须找到一种能够到达那里的方法，並且这种方法需要让人们能够在可承受的时间內存活下来。多年来，我们一直在思考各种可能的方法，现在让我们来回顾一些更具现实意义且符合当前科学认知的方法。虫洞和超光速旅行固然很好，我们会在未来探討这些概念，但今天我们假设我们还没有掌握这些技术——不过需要说明的是，如果我们真的掌握了这些技术，那么除了星际旅行会变得容易得多之外，其他方面並不会有太大变化。我们可以先排除化学火箭——传统火箭无法携带足够大的有效载荷，以达到在人类文明存在的时间內到达另一颗恆星所需的速度。这就给我们留下了两个选择：更好的火箭燃料，或者完全不使用火箭燃料。我们有更好的火箭燃料吗是的。甚至在我们登上月球之前，我们就已经在考虑如何利用核能进行推进，其中一些著名的项目包括“猎户座计划”“戴达罗斯计划”和“远射计划”。简而言之，儘管这些设计各不相同，但核心思路都是在飞船后方连续引爆核弹，利用爆炸產生的推力將飞船加速到越来越高的速度；然后在旅程即將结束时，將飞船翻转过来，在前方引爆核弹以减速。这听起来极其危险，但火箭技术本身就涉及到巨大的爆炸，所以这只不过是在规模上有所扩大而已。这些核动力飞船的体积也会非常庞大，因为一个关键问题是，我们无法製造出非常小的核弹，尤其是能量效率不高的小型核弹。大致来说，一枚完整的核弹——包括常规炸药、裂变材料以及氢弹中的聚变材料——其单位重量的爆炸威力会隨著体积的增大而提高。因此，既然较小的飞船无法承受太大的爆炸衝击力，我们不妨建造大型飞船。这些核动力飞船的设计首次让我们看到了到达其他恆星的可能性，因为它们可以將非常大的飞船以理想情况下约10%的光速送入太空，而且如果我们能够实现我们在之前討论过的核聚变技术，速度还能再快一些，就像羽毛一样轻。当然，这些飞船上可能还会配备核动力装置，为船员的生命维持系统提供能量。不过，即使是以10%的光速飞行，到达最近的恆星也需要数十年的时间。我们还有一些理论上可以实现更快速度的方法，我们稍后会提到，但首先让我们来看看那些早期的飞船设计。如果前往另一颗恆星的旅程需要数十年甚至数百年的时间，但飞船可以携带非常大的有效载荷，那么我们確实可以將人类送到那里——但问题是，大多数人可能会在到达之前就因年老而去世。针对这个问题，人们提出了几种解决方案，我將借用我的朋友史蒂夫?鲍尔斯的分类系统——你可能在这个频道上经常看到他的太空相关作品。史蒂夫將这些飞船分为五类。