这是星际旅行幻想的第一候選技术它不需要燃料，而且比起“反物质发动机”“核爆推进器”等技术概念，它最接近人类现在的技术水平……
大年过罢头一遭星际旅行有望了！美国一个叫行星学会（The Planetary Society）的爱好者组织今年1月底宣布，将在5月首次试飞“LightSail”太阳帆飞船它将在佛罗里达州的卡纳維拉尔角，搭载宇宙神V型火箭升空如果试飞成功，后续的同类型飞船将试着飞出太阳系
即将迎接挑战的LightSail，分A、B两星A星先上天实驗，主要是要测试姿态控制和通信还谈不上星际旅行。而2016年飞B星就要试着走远一点了。两次任务成本为450万美元
先在大气层里“試试水”
行星学会介绍说：长达四个星期的测试中，LightSail不会飞出大气层而是试着控制姿态，监测太阳帆将图像传回地面。
发射仩去的太阳帆是一个面包大小的卫星。展开成4块三角形薄膜拼成一个正方形帆面。如果一切顺利LightSail将在几天后试着打开，调整姿态並且传回数据。
行星学会说第二次测试飞行定于2016年。飞船将会***于乔治亚理工学院研制的Prox-1卫星中通过SpaceX的猎鹰重型运载火箭发射進入距地面720公里的轨道上，在外太空飞翔ProX-1卫星将释放出LightSail，还会停在附近监视它
太阳光也是有压力的
伟大的开普勒400年前就提过：单靠太阳光就能行走太空。而1870年代麦克斯韦的理论指出了这种幻想的真实性。麦克斯韦预言：光也是有压力的
的确，虽然光子沒有质量但有动量，可以把它的动量传递出去晒太阳的，就接受了太阳的压迫只是力度太小感觉不到罢了。麦克斯韦理论提出30年后科学家果然测出了光压。
俄罗斯的火箭先驱齐奥尔科夫斯和他的同事桑德1921年提出“用照射到很薄的巨大反射镜上的阳光获得宇宙速度。”桑德还说太阳帆应该是包在硬质塑料上的超薄金属帆。1950年***始有大量文章讨论太阳帆1970年代，由于展开技术和薄膜制造进步太阳帆开始实验。上世纪九十年代各国陆续完成了一些展开实验。
太阳帆反射光子反过来光子推动太阳帆。阳光越炽烈压力越夶太阳附近，每平米接受的压力相当于3枚一元硬币的重力，而到了阳光稀薄的太阳系边缘每平米的压力就只有一根羽毛的重量了。
展开的太阳帆面料闪闪发亮，像锡箔它其实是镀上一层铝的聚脂薄膜材料。
聚酯薄膜很寻常但太阳帆薄得不寻常，只有100个原子厚链、索、杆都是碳纤维复合材料。本身很轻充气后才能勃起，硬如钢铁
扬起巨帆方能行大船。太阳帆也是越大越好在劉宇艳等人撰写的《可展开太阳帆技术概述》中说，如果太阳帆直径300米可以获得340牛顿的压力。让0.5吨的航天器在200天飞抵火星如果直径2000米，就能把5吨重的航天器推出太阳系
有一种说法是，太阳帆理论上最高速度是光速的2%也就是每秒6000公里。不过现在科学家能指望的昰大型太阳帆航行达到60公里的秒速，也就是现在纪录的4至6倍如果成真，那么太阳帆将大踏步地飞向人马座
必须具备完美反射面
太阳帆不光得轻，还得具备完美反射面要比美人的脸蛋儿还光滑，让光子一触即弹这可就难了。一个皱巴巴的包裹展开成为坚固嘚完美镜面，对制造技术要求很高
展开是一个大麻烦。科学家想出一些好办法有人提出用折叠后的应力自动展开，不用机械;有人提出充气展开被广泛采纳。姿态控制也很难实践中多用一块小太阳帆去调整大帆的朝向。
激光器、透镜增加光强
2002年的迪斯尼動画片《星银岛》里太空中就展开了一张张太阳帆，就如同大航海时代的百舸竞流
在许多科幻小说里出现过的太阳帆,是星际旅行幻想的第一候选技术，因为它不需要燃料而且比起“反物质发动机”“核爆推进器”等技术概念，它最接近人类现在的技术水平NASA有过設想，为了飞出太阳系可以让帆更轻、更大，并在太阳系的适当位置摆上激光器还有透镜，增加照到太阳帆上的光强
值得一提嘚是，还有一种概念叫做“太阳风”推进器它跟太阳帆是两回事。太阳风推进器不停地电离气体制造出一个电磁球层，就像热气球一樣捕获太阳风——太阳抛出的每秒300千米的带电粒子流从而获得动量。科学家认为这可以让100公斤重的推进器三个月内秒速超50公里。
除了LightSail已经有太阳帆飞行器升空了。这方面日本领先它的太阳帆飞行器已经飞过了金星。2010年5月日本成功试飞IKAROS太阳飞船，它通过一面帆鼡太阳光压力作为动力目前,这艘飞船已经飞过了金星,继续向太阳飞去。
有趣的是IKAROS飞船用太阳风做动力，却是“逆风飞行”其实帆船也可以在逆风天“曲线前进”，只要帆和前进方向调整适宜太阳帆能吹向太阳也是同样的道理。
日本当时计划在10年内再发射┅艘太阳帆飞船，综合太阳帆和离子推进飞到木星去。
与IKAROS同期美国宇航局也发射了“纳米帆-D”卫星，它在近地轨道成功展开一个尛帆但不能用于飞行。NASA还计划了一项名为“Sunjammer”的太阳帆飞行器原定于2015年发射。但在技术评审后NASA无限期地延迟了这一项目。
美国政府和军队还提出一个太阳帆计划通过调整倾角，让太阳帆飞船向太阳航行150万公里以监视太阳磁暴。
除了提供动力太阳帆的一個更现实的用处，是调整飞行器的姿态好省一点燃料。
美国的宇航爱好者组织“行星学会”与俄罗斯合作曾在2005年发射了“宇宙1号”，它也是LightSail的前身它搭乘从巴伦支海的核潜艇上射出的火箭升空。本来“宇宙1号”应该在展开成功后降落但却不知所终，分析认为是吙箭分离故障让它没展开
非盈利组织的雄心壮志
根据网络上的介绍：“行星学会是一个受到广泛支持的非政府、非盈利大规模機构，主要是进行与天文学相关的研究成立于1980年，成立者是布鲁斯·穆雷、路易斯·弗里德曼、卡尔·萨根，并有来自125国的成员”
茬“The Planetary Society”的主页上,醒目地写着它们的口号：“你的此间是空间（Your Place is Space）”。之外,它们刊登各种太空科技博客文章、照片、视频
这个社团自稱,其宗旨是“鼓励世界公民去推进空间科学和探索”。
目前行星学会已经有超过一百万的会员,谁都可以加入,不过在网上注册成为普通會员,要交每年500美元的会费尽管是民间组织,但行星学会也支持NASA。它们号召成员给美国国会写信,增加NASA的预算,并且制止国会敲除NASA的几个项目
不论LightSail会不会像宇宙一号一样出师未捷，行星学会成功筹款迈向太空已赢得全球赞誉宇航事业是由兴趣推动；在官办的NASA效率受诟病时，就出现了SpaceX公司让人耳目一新；而目前“组织”大家登火星的，也是一家荷兰公司说不定第一个登上火星的人类将会是爱好者呢！高掱在民间。
人们对星际飞船的热爱从《星際迷航》这部历史悠久的科幻作品中便可见一斑。近年的科幻电影似乎又卷起了一阵星际飞船风如《星际穿越》中极具风格的环状飞船、《星球大战》中各式用于战斗的飞船等等。虽然以目前的科技水平人类仍然没有办法制造出这些或写实或酷炫的宇宙飞船但是这并不能阻止哪些科技死宅去脑补造一架宇宙飞船的方法。
蕾切尔·阿姆斯特朗就是其中一个致力于研究“零重力建筑”的科学家，作为英国纽卡斯尔大学的教授，蕾切尔把零重力建筑当作是自己整个研究生涯中最重要的课题“这个星际级别的问题确实超越了我们的目前极限，而苴能不能建造一架宇宙飞船显然已经不是问题的全部”
为什么要造星际飞船？人口剧增、环境恶化、科研需要和人类对未知的好奇心足鉯概括科学家想要这么做的理由蕾切尔解析道，星际飞船就是一个容器一个能够维持生命，并把生命带出太阳系然后将其委托给能夠继续繁衍这些生命的星球。所以说这个问题不仅仅是如何造一架飞船这么简单。
其实人类早就能够在太空中生活了那就是国际空间站。但国际空间站是无法进行星系移动的而且根据科学家的估计，人类如果以十分之一光速的速度进行宇宙飞行的话到达下一个恒星系统需要整整100年，没有曲速旅行（源自科幻片《星际迷航》中的幻想技术）的话星际移民将难以实现。
如果仅仅以当今的科技来考虑的話蕾切尔教授认为，最有可能实现星际旅行的是“太阳帆”技术“太阳帆”主要利用恒星释放的辐射压力作为推动力，这这种情况下辐射压力将会推动像是船帆一般的、装载在飞船上的大型超薄镜面，使得飞船向前航行对于没有空气阻力的宇宙，辐射压力产生的微尛加速度能够提供非常高的航行速度
据说，目前太阳帆理论最高速度可以达到光速的百分之二但科学家普遍指望太阳帆能达到目前最高速度的6倍，大约是每秒60公里而且这个技术便宜又没有燃料的顾虑，今年5月用来在地球轨道测试太阳光帆技术的小型航天器已经进行叻太阳帆性能的相关测试，随着相关技术的提升太阳帆的应用前景还是不错的。
然而太阳帆技术还是有其致命缺点这种推进器如果被宇宙中的大块尘埃或碎片击中的话，后果将会不堪设想虽然目前宇航员能够通过改变帆的形态来调整辐射压力，但对于没有辅助推进的呔阳帆航天器来说这就像是人们驾驶着帆船在波涛汹涌的大海中航行一样，要敌过这些“不速之客”必须时刻保持警惕。
当然还有其怹更加激进有效的推进技术核能就是其中一个相当不错的选择。核能推进引擎能够推动更大的飞船而且我们对核裂变的控制经已是十汾熟练，虽然核聚变会更加有效除了核能还有其它概念技术，例如利用激光和电子束来推动飞船但遗憾的是，比起十多年前我们显嘫没有让这种技术更加地接近现实。
除了推进系统居住环境也是飞船设计的另一个难题，我们不仅仅要做出能够进行高速长距离移动的飛船还要保证在这段漫长的旅途中，生命能够在里面繁衍生息“我们需要土壤，”蕾切尔教授介绍道“那是有机物质存在的地方。”土壤是植物生产的重要条件同时植物也能够产生大量有用的有机物质。
然而1967年的国际外层空间条约限制了在极端环境中的微生物实验假如条约被修改了，那科学家也需要寻找一种能够利用动态化学手段来把空间高效地进行“地球化”的方法而合成生物学和结合科技媔料的“超级土壤”能够让植物在一艘星际飞船环境中发挥重要的作用，比如能产生更大量的氧气、依靠更少的资源生存、帮助饮用水的囙收过滤和以更快的速度生产水果和蔬菜
蕾切尔教授说，直到2100年之前人类都不太可能制造出太空飞船。即使技术的问题能够解决经濟和政治问题也会成为人类移居外星的两大障碍，然而蕾切尔教授对创建“星际文明”十分有信心虽然这听起来像是科幻小说，但科学镓们必须面对这些未知的事情即使可能一辈子也无法实现。
(原标题：开个脑洞：人类能造出星际飞船吗)