深空太空旅行最被看好的五種引擎

張唯誠

1.太陽光帆

2019年6月12日，一艘太陽光帆航天器“光帆”二號發射升空，在地球軌道上展開了一面32平方米的帆。這種帆表面十分光滑平整，能依靠太陽光產生的壓力獲得推力。由于在宇宙中運行的航天器處于失重狀態，又無空氣阻力，所以輕微的推力就可以使它加速，最終達到相當高的速度，從而飛向宇宙深空。有時也可輔以激光照射使它飛得更快更遠。在“光帆”二號之前，人們已經試驗了好幾艘光帆航天器，如“宇宙”一號、“伊卡洛斯”號、“納米飛行-D”等。這表明，光帆這種此前只得到理論證明的太空“推進器”正在走向實際應用的大舞臺。

2.太陽風帆

太陽除了釋放太陽光外，也釋放太陽風。太陽風是太陽外層大氣中的電子和質子流，可作用于帆上從而產生推力，所以人們也研制了使用太陽風為動力的航天器。這種航天器的帆是一面太陽風帆，但也可以是一個類似地球磁氣圈的磁泡，相當于一面肉眼看不見的太陽風帆。在太陽風的推動下，磁泡會帶動太空船漂向遙遠的宇宙深空。

3.離子引擎

離子引擎通過電子轟擊氣態原子產生離子，離子經電壓加速，形成高速噴射離子流，從而推動航天器前進。離子引擎的推力非常小，但長時間工作能使飛船獲得有效的加速。這種引擎已進入實用階段，在“深空”一號上進行了測試。離子引擎可望把航天器加速到50千米每秒，但要用于真正的深空飛行，這種引擎還需進一步改進和完善。

4.星際沖壓引擎

構想中的星際沖壓引擎利用強大的磁場直接從星際介質中提取氫氣以作為核聚變引擎的燃料。使用這種方法，星際飛船可以被加速到接近光速。像太陽帆一樣，這種太空船也不用攜帶推進劑，但比太陽帆飛得更快。不過這種引擎目前還只是一個概念，離實際的應用比前述的太陽帆和離子引擎還遠得多。

5.曲率驅動引擎

更理想的太空引擎是能夠達到甚至超過光速的引擎。科學家設想，一種具有負質量的“特異物質”可以扭曲時空，造成飛船前方空間收縮，后方空間膨脹，從而使飛船在不違背相對論的情況下超光速飛行。這就是“曲率驅動引擎”。此前人們認為突破光速的飛行是不可能的，一切物體的運行速度都要受光速的限制。但在“曲率驅動”的概念下，時空以超光速移動，所以太空船就可以超光速飛行，只是打造一種能壓縮和膨脹時空的技術絕非易事，因此“曲率驅動”在目前還只是一個概念。