出发，人类的星舰！
Kelvin Long是一位航天工程师和物理学家，也是Icarus项目--星际飞船的设计研究--的发起人，是英国行星际学会学报的主编。另外，作为Icarus项目的一部分，他也参与100年星舰项目。他是写作“深空推进”的最理想的作者，这本新书详细地描述了带我们前往恒星所需的技术的细节。《今日天文学》就未来前景对他进行了访谈。http://www.astron.ac.cn/upload_files/article/3/26733_1338960215_1654969.jpg Kelvin Long和英国行星际学会的Daedalus项目的模型。你在书中重点提到了一系列推进方法，从太阳帆到核聚变，指出星际飞行可能需要联合使用几种方法。这些技术中哪几种可能会首先成熟？这很难回答，因为我们有理由乐观也有理由悲观。乐观是因为许多正在进行的精彩的试验；国家核聚变点燃设备，Jim Benford的微波束实验以及地球低轨道的太阳帆演示。我们应该也受到鼓舞，因为这些发展发生在不断增长的太阳系外行星发现数量的背景下，如果发现一个类似地球的世界，那么将促成进一步的投资。然而，悲观是因为世界经济的状态。我们已经看到美国宇航局的科学经费被削减。所有技术用技术成熟水平（TRLs）来衡量，从1级（推测和假设）到9级（在服务环境内被测试）。星际飞行所需的大部分推进技术目前处于TRL2，即已经建立了物理原理，其中一些已经步入TRL3，即进入工程演示领域。然后还有处于TRL1的研究。这些突破性的推进物理方法有诸如空间驱动和扭曲驱动，我们不会愚蠢到去排除这些技术的可能性。然而，如果我被迫下赌注，我会赌某种核聚变推进技术在未来数十年里变得实际可行。为了到达恒星，我相信我们必须符合相同的动力--核聚变反应。某种形式的反物质催化核聚变也可能起到作用。也很重要的是指出我们确实已经拥有一种技术能够到达恒星--外部核脉冲引擎--但是我们不被允许进行试验，因为国际核试验禁止条约。最终，为了成为真正的空间文化，我们需要一种不需要任何燃料的推进方法。星际喷射推进引擎是星际旅行的伟大希望，直到几个基本问题被确认，证明它无法实现。然而，我们是年轻的，我有信心我们能够解决这些问题，或者我们的意志所决定的其他人。使用星际冲压发动机我们可能在不到30年的飞船时间里到达银河系的中心，虽然地球上已经过了几百万年。http://www.astron.ac.cn/upload_files/article/3/26733_1338960246_1614075.jpg 描绘反物质动力星舰飞船的艺术画。影像提供：NASA.你的书的副标题为‘星际飞行的指南’。在那本指南中，太阳系的殖民在哪里？或者发展星际飞行并不必然需要殖民？必须区别无人飞行和有人飞行。对有人的星际飞行而言，每人超过65吨的巨大物质储备带来非常巨大的飞船质量。但是没有在地球轨道以外很远的空间基础设施，你不能够携带那些质量。为了解决这个问题我们需要地球轨道，每公斤几千美元。最终，我们也需要从月亮，火星，小行星和其它卫星开采物质。这要求我们探索过太阳系。把所有这些因素全部考虑，太空探索的速度，这表明有人飞行在2200年或者更远之前不可能实现。研究表明，这个日期是外推现有的技术水平得到的预言。然而，所谓‘干扰技术’的来临，特别是人工智能，将极大地改变可能性的版图。关注纳米技术的发展。它是游戏的改变者。我对SpaceX和核反应引擎也很感兴趣。两者都有令人兴奋的想法，能够改变可能性。杰拉德·奥尼尔和他的同事在1960和1970年代进行的空间研究清楚地表明，如果我们生活在太空的人造世界内，人类受的限制会少得多，这提供了广大的空间。相反，行星是限制的，是‘对成长的限制’。然而，我认为两种居民都是人类未来的重要而基本的部分。发展我们在太空生存的能力（Skylab，Mir，ISS）并最终在其它世界（月亮和火星）将帮助我们建立太空文化的能力，经验和自信心。这是人类从太阳系扩张将遵循的合理道路。然而，能够改变这个的是对地球的严重威胁，确实，太阳系可能威胁我们的灭绝。这会加速去恒星的有人飞行的道路，虽然是为了错误的理由。至于无人飞行，我的观点是，和载人飞行相比，它不要求人类的行星际存在。我认为到恒星的无人飞行在本世纪末是可能的。我们的无人大使必须照亮道路，然后我们能够跟随它。一个有趣的问题是外星人也会同样做吗？和科幻小说中假设的情况不同，人类和其它智慧物种之间的互动可能不是通过生物学首先接触，而是通过人工智能？这正是我的观点。http://www.astron.ac.cn/upload_files/article/3/26733_1338960265_4008789.jpg描绘核动力星舰飞船的示意图，它的Bussard 冲压发动机设计用星际氢作为燃料。影像提供：NASA/MSFC.在先前的星际设计方案中，你有最爱的设计方案吗？Icarus项目一开始是作为1970年代的Daedalus项目的副产品，Daedalus项目也是英国行星际学会的会员发起的，Daedalus和Icarus两者使用的核聚变推进系统也是我的最爱。然而，有其它，诸如Freeman Dyson在1960年代提出的星际猎户项目[利用一系列核爆发来推进飞船]。我不赞成在地球的大气层内使用那样的技术，但是如果你在木星周围发动引擎，木星周围是饱和的辐射环境，我认为没有问题。我确实也喜欢Starwisp，Robert Forward是星际研究背后主要的先驱之一，一直在寻找更少燃料的解决方案。然而，我对这类推进方法（starwisp）的关注是，虽然对小型自动探测器看上去完全可行，我不确定这种技术要求对载人飞行是否可行。例如，你需要多大的激光和多大的透镜呢？另外，我也喜欢变形动力方案。目前这可能是纯粹的推测，但是如果自然能够弯曲空间，那么我们也能够。在早期宇宙空间内经历了一次膨胀扩张周期。在黑洞内空间塌缩了。这种空间的膨胀和塌缩是变形动力工作的机制，我们在爱因斯坦的广义相对论场方程内能够看到其数学表达。关键是怎样开发这种效应以及我们需要多少负能量。目前理论上看来非常困难，‘开发’变形动力效应需要相当于木星质量到太阳质量。但是这项研究工作1994年才开始，半个世纪之后会怎样将是有趣的。我也是Bussard星际冲压发动机的粉丝，虽然目前物理学和工程问题似乎把它排除掉了。但是，不要低估人类的天才。欧空局最新的木星计划JUICE在2022年前不会发射。类地行星发现者被拖延到国家科学基金的下一个十年的规划中，最早不会在2030年代之前发射，而我们的下一个前往天王星或者海王星的计划不会在2040年代之前到达目的地。一切似乎有可怕的时间滞后，目前对科学和空间探索的预算削减加强了滞后。这将怎样影响深空推进的发展？例如你在书的结尾的时间表提出，在2020年发射200AU（探测器到200倍日地距离远-海王星距离太阳仅30AU）；如果明天宣布，我们甚至可能在目前的限制下在这个时间段内发射它吗？我的时间表是更多的是表明如果我们有选择权我们可能做的事情。显然，要实现它们需要许多因素共同发挥作用。悲哀的是，具有决定意义的因素是政治意愿，但是世界上的许多政治家缺乏超越执政期进行思考的视野。如果我们选择，我认为我们能够在2020年左右设计和发射200AU计划。可能利用先进的离子发动机和核动力源。到达那里需要时间，但是肯定能够完成任务。美国宇航局的成就，尤其在过去数十年中，把飞船送入太阳系，是伟大的壮举，我被它们获得的发现震撼了。然而，美国宇航局和所有国家的空间机构一样正面临严酷的预算和政治上的突然变化。这常常导致巨大的经费削减。我认为有一个办法可以让空间探索更加快速地发生，就是鼓励商业化。类似美国的SpaceX公司和英国的反应发动机有限公司就是两个例子，它们正试图发展革命性的变化。我们必须把空间置于商业目标的背景内，并允许竞争，让费用下降。这将非常快速地加速一切事情。
http://www.astron.ac.cn/upload_files/article/3/26733_1338960282_5995178.jpg Kelvin Long（左）和反应发动机有限公司的Alan Bond。你的著作创立的方式会形成关于这个主题的伟大的课程。你能够想象有一天在工程类本科或者研究生阶段讲授深空推进课程吗？确实，我已经在和几个教育部门一起工作推进这样的课程。我想看到空间科学成为中学，学院和大学课程表的一个核心部分。这是一个令人激动的课题，鼓励学生们研究数学，物理学，化学或者工程学。和星际有关的生物科学问题也很有趣。如果你和也具有清晰的社会学，文化和哲学议题的人群共乘一艘船。阿波罗计划由政治和经济发起和结束，显示这些是重要的。总之，地球上的每一种兴趣都可以应用于空间探索，我们应该更多地聚焦文明。英国的星际研究的GCSE会是一个良好的开始，但是我们的国家可能太保守，不会考虑那样激进的观点。同时，做星际研究的人们必须努力训练下一代，产生‘有设计能力的’物理学家和工程师。这是我发起建立Icarus项目的主要原因。最终，让我们谈谈亚瑟·C·克拉克爵士和英国行星际学会吧。他们在过去作了多少工作发展概念和保持兴趣，他们在未来还能够做什么来100年星舰计划？英国行星际学会（BIS）自成立之日起就一直在那里。1933年成立至今，它是世界上最老的空间学会，然而在英国，普通公众对它认识不够。BIS在1930年代设计了可能的月球登陆器，比阿波罗计划提前了几十年。亚瑟·C·克拉克爵士从事了早期工作。相似的是，1970年代的Daedalus计划是世界上第一个可能的星舰设计，平衡了足够大胆和足够可行。事实上，第一篇关于星际飞行的学术论文是学会的杰出会员之一Les Shepherd在1952年发表的。我可以说，BIS曾经是‘火炬手’，今天仍然在推动Icarus项目的建立。学会的刊物为《英国行星际学会学报》，我目前荣幸地成为它的编辑。1974到1991年间，BIS出版了著名的红皮书‘星际研究’，这些包含了黄金年代的研究工作。BIS必须为未来保持活跃的思想。这是困难的，因为背景是空间项目的削减和垂死挣扎的世界经济，但是，只要有人指出道路，我们人类将总是有前进的方向，无论地球上发生的问题，我们最终能够做到。乐观主义和希望就在广袤的真空的前方，这是我们向着另一颗恒星前进并发现我们的第二个家园的唯一道路。
殖民不是最优解，自给自足为王道 "外部核脉冲引擎"，直接说靠不停的在屁股后面放氢弹做的二踢脚把飞船崩上去不就得了{:soso_e113:}，瀑布寒 raffaello 发表于 2012-6-8 10:29 static/image/common/back.gif
"外部核脉冲引擎"，直接说靠不停的在屁股后面放氢弹做的二踢脚把飞船崩上去不就得了，瀑布寒
昨儿和儿子探讨飞船的事情，目前飞的最远的旅行者一号才只是到达太阳系边缘。都已经飞了三十多年啦。和浩瀚的宇宙相比，人类派出的小兵探路的速度太慢啦。 本帖最后由 越山 于 2012-6-8 10:43 编辑
浩瀚的宇宙。
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越山 发表于 2012-6-8 10:35 static/image/common/back.gif
昨儿和儿子探讨飞船的事情，目前飞的最远的旅行者一号才只是到达太阳系边缘。都已经飞了三十多年啦。和浩 ...
恩 我很不满意，主要是飞出地球难，要是有低成本的上100公里的手段就好了 ssun1cn 发表于 2012-6-8 19:23 static/image/common/back.gif
恩 我很不满意，主要是飞出地球难，要是有低成本的上100公里的手段就好了
Space elevator 原来还是用火箭喷射，我还以为是用了量子力场呢
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