在《宇航員的星際旅行指南》中，我討論了現有的以及規劃中的星際航行技術。

大多數情況下，星際旅行花費的時間都取決於你選擇的軌道。一般來說，這個軌道的形狀是個大弧，起點是發射時地球的位置，終點則是目標星球的位置。這段弧的長度往往數倍於地球和目標星球之間的直線距離。為了節約燃料，天文學家們通常會讓航天器先經過內行星，然後藉助木星的引力進入“彈弓軌道”，到達更遠的地方。這需要一圈又一圈地重複，因此會大大增加任務時間。為了簡化計算，我們不妨假設軌道是在地球與目標行星之間距離最小時的那條直線。

下表給出了在不同速度下抵達某個星球所需的時間，這樣讀者們可以有個直觀的感受。

太空梭自然不能離開環繞地球的軌道，但是它的速度是人造航天器的典型值。從“亞特蘭蒂斯”號太空梭上發射的“伽利略”號木星探測器，其速度是太空梭的兩倍。火箭起飛時，巨大的化學發動機將航天器推動到正確的軌道上，航天器的航行時間主要取決於這個過程。但是也有一些不同與此的技術（指不同於藉助化學反應提供動量的化學發動機技術），同樣被使用了幾十年。

離子推進技術允許發動機對航天器進行持續幾個月的全天二十四小時的持續加速，主要有低功率推進和高功率推進兩種。環繞地球的人造衛星通常藉助離子發動機來維持軌道。NASA（美國國家航空航天局）在“深空1號”和“黎明”號這兩個探測器上也使用了離子推進發動機，在這些低功率的離子發動機持續幾千個日日夜夜的推進下，“黎明”號先後進入了環繞穀神星和灶神星的探測軌道並展開研究，而“深空1號”則得以對博雷利彗星和9969號小行星布雷爾進行探測研究。

起碼從理論上說，太陽帆的速度最終將等於太陽風的速度（500km/s），工程師們希望這一技術可以早日進行空間測試。

如你所見，憑藉目前我們的星際航行技術，到達冥王星需要近十年的時間。也許再過一百年，如果人類有這種迫切的星際探索需求的話，這個時間會被縮短到一年以內。

假設：離子發動機的推力是恆定的，A為0。1磅 ， B為1磅，考慮額外的減速過程，離子發動機可以在兩年內把航天器加速到最高速度；太陽帆的速度是450km/s，或一百萬英里每小時。

我們還可以藉助發動機噴氣的速度來衡量航天器最高速度。發動機噴氣速度和比衝這個重要的工程引數有關。比衝=噴氣速度/地表重力加速度，例如比衝為250s 的火箭發動機，其最大噴氣速度為250s×9。8m/s2= 2。4 km/s。因為火箭載荷的速度不可能比噴出氣體還快，所以我們可以透過火箭發動機的比衝來比較星際航行所需的時間。

下表中，我假設火箭在從地球到目標星球之間加速度恆定，航程中的後半段以相同大小的加速度進行減速。

相關的方程是：

距離=1/2×加速度×時間2

速度=加速度×時間

其中，距離的單位是米（m），時間單位是秒（s），速度單位米每秒（m/s），加速度是米每二次方秒（m/s2）。

如果我們設計了一個加速度a = 0。05 m/s2的航天器A，那麼我們只需要24天就可以從地球到達火星。倘若還有個加速度a = 0。2 m/s2的航天器C，那麼我們到達火星只需要8天！工程實際上，想要讓航天器C在8天內到達火星，那麼其比衝要達到34000s。

如果以相同的加速度達到冥王星，則需要68天，並且在第34天時航天器將達到最高速度2900km/s。這已經遠遠超過了發動機噴出氣體的最高速度，摺合成所需比衝的話，則需300000s。這也遠遠超出了火箭發動機所能提供的300s的比衝，所以我們需要尋求一種新的技術讓星際旅行變得更現實。可是，無論我們帶上多大的燃料罐，也不能提供足夠航天器帶著載荷與燃料到達目的地所需的速度。 我們必須使用能大大提高噴氣速度的技術。

參考資料

1。Wikipedia百科全書

2。天文學名詞

3。 Dr。 Odenwald‘s- astronomycafe- various means（Cepheid_Lew

如有相關內容侵權，請於三十日以內聯絡作者刪除

轉載還請取得授權，並注意保持完整性和註明出處