《星际法师行》_打瞌睡蟲著_科幻空间_起点女生网
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这才叫科技！未来10大令人振奋的星际航行方案！
如果翻开几十年前的科幻小说，我们会惊奇地发现，很多当年属于科幻的技术和构思，对于今天的我们而言已经不再陌生，甚至成为我们日常生活中极其普通的一部分，那么今天很多我们构想的科幻技术，会不会在几十年后成为我们后代生活中极其普通的一部分？对于每一个喜欢思考宇宙的人而言，冲出地球，走向那深蓝未知的宇宙深处，是一个极大的诱惑。那么要实现这个梦想，究竟有没有一些可操作的技术，请让扑克投资家带你一览10项最有可能的星际航行方案。▌ 来自：三体迷在科幻文学中，星际旅行是一大热门话题。最早关于星际旅行的文学，可以追溯到2世纪时卢西安（Lucian）的幻想故事《真实历史》（True History） 。但直到17世纪，伽利略发明望远镜后，才开始比较多的文学描述。星际旅行里的“企业号”。当然，对星际旅行的憧憬与构想绝不仅仅限于科幻小说家们。毕竟，飞出地球，迈向宇宙，这是件多么激动人心的事儿！科学家们根据目前掌握的科学知识，设想出一系列的可行方案，现在就让我们一饱眼福。NO.10 等离子发动机新型航天器推进（技术）被设计成使用电磁力将中性气体转化为能产出推力的超高温等离子体，如高级等离子体火箭推进器。这种技术能彻底缩短行星间星际传送时间，使人们在一个月内达到火星，而以现有推进力则最少需要六个月时间。然而还需要人们几个世界的努力才能使其速度达到光速的15%并实现星际飞行。而那时这项技术将被设计的更好，以适应未来火星短期旅行和其他星际航行需要。NO.9 反物质火箭使用神秘的正常物质的对立物来为宇宙飞船供能，听起来是个怪异的念头。然而这或许是太空航行历程中下一次飞跃，而且该火箭比其他类型的火箭更有威力。其面临的最大难题是如何真正地创造并储存反物质粒子，然而最近天文学家发现在我们身边就有一种丰富的为地球磁场所捕获的反物质资源。即将进行的火箭项目如“VARIES”也使用高强度激光来制造，从来自太空真空环境中的制造粒子和反粒子并使它们碰撞以释放100亿倍于氢氧燃烧系统的能量。如果足够数量的反物质被发现，那么飞船就能以接近光速的速度前行。NO.8 太阳帆船NASA正在开展的项目，“太阳帆船”将于2015年发射。太阳帆飞船不需要携带大量的燃料就能够进行星际航行，这一点是传统化学能动力系统所不具备的。此外，这种太阳帆船能收集由恒星上吹来的太阳风中所包含的光粒子。飞船远离恒星时它还能用配备着的激光发射器来提供光子，它能拥有30000km/s或者说1/10光速的平均速度。星际漫游就像是船只船行大海，然而这（比喻）对于星际旅行来说还是太慢了。这使这一概念与其说是飞行器跨越式前进，不如说是绕恒星航行更为贴切。NO.7 核脉冲核脉冲推进装置，即用小型氢弹爆炸产生动力，每隔3到10秒钟爆炸一次，10天之内就可以使飞船加速到1万千米/秒的速度，据计算约280年可以达到天狼星附近。英国星际航行协会在1973年成立了一个科学家小组，设计了一艘飞船号称“代达罗斯”号自动飞船，设想飞船飞往离地球6光年的巴纳德星，此飞船总长200米，初始质量5.4万吨，有两级组成，都采用核脉冲动力推进，两级的核燃料分别为4.6万吨和4000吨。NO.6 黑洞星舰基于量子效应，科学家们认为这种星舰会被从黑洞的视界中投放出来，霍金辐射是一种被提议作为推进物使用的电磁效应。研究表明，在配备有抛物面反射的飞船后部制造人造黑洞，事实上是少数能以现有技术实现的星际航行方案。虽然由于人造黑洞有碰触到飞船甚至失控的风险，这是一项危险的选择。这种方式被认为能使人类在3.5年内到达半人马座阿尔法星（灭三体人去）。NO.5 阿库别瑞曲速引擎阿库别瑞曲速引擎是一项推敲性的时空数学模型，可以仿造出科幻小说中星际旅行里的作为跨星际的超光速航行的工具——曲速引擎。其原理基于爱因斯坦的相对论——物体会使其附近的时间和空间弯曲。物理学家米给尔·阿库别瑞于1994年提出了波动方式展延空间，使航行器（简称为“船”）前方的空间收缩而后方的空间扩张，前后所连成的轴向即为船想要航行的方向。船在一个区间内乘着波动前进，这区间称为“曲速泡”，是一段平坦时空。既然船在泡泡内并不真的在移动，而是由泡泡带着船走，广义相对论中对于物体速度不可超过局域光速的限制就派不上用场。这种方法使得从一个星球到另一个星球的移动可以在瞬息间完成，比光速还快十倍，而不用打破物理学定律。尽管其可行性已被证实，扭曲时空所需能量远远超过现今技术所能提供的。然而，NASA已经在研究能驾驭曲速旅行的飞船。NO.4 夸克物质矿块夸克物质（Quark matter）也被称为量子色动力学物质（QCD matter），可能存在于一些特别大的中子星，可形成稳定在较低的能量状态。一些科学家怀疑一种少见的拥有巨大质量的小行星群，其核心中藏有产生于宇宙大爆炸中的浓缩的夸克物质。这些奇怪的物质是宇宙中随处可见的超高速旋转小行星，而且每个物质都被计算出拥有100到1000亿公斤重的夸克物质。未来能够开采这种物质的宇宙飞船，能够使用这些矿块来制造数量巨大的反物质，从而推动飞船以接近光速的速度航行很长一段时间。NO.3 磁单极子火箭磁单极子是理论物理学弦理论中指一些仅带有N极或S极单一磁极的磁性物质，它们的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布。科学界之所以如此感兴趣于磁单极子，是因为磁单极子在粒子物理学当中的重要性，大统一理论和超弦理论都预测了它的存在。这种物质的存在性在科学界时有纷争，直到年这种现象在实验室中被创造出来。虽然它在自然界中的存在还亟待观察，但这已经表明它可以在不违反物理学定律得到情况下存在。它能为未来的飞船提供无尽的能量以及深不可测的速度潜能。NO.2 星际冲压式喷气发动机星际冲压式喷气发动机又称聚变冲压式喷气发动机，1960年就由罗伯特.巴萨德提出，星际冲压式喷气发动机仍未成为现实，但它很可能是未来最好的一种方案。《星际迷航》中的星舰就是其原型。该发动机利用强大磁场形成巨大的磁漏斗，磁漏斗的作用是将星际旅行中沿途的氢收集起来作为飞船核聚变反应堆的燃料。没有燃料负载的飞船在星际冲压式喷气发动机的推动下，能以接近光速的速度在宇宙中自由穿梭。这将是实现恒星际旅行的绝佳方式。NO.1 虫洞虫洞（Wormhole）又称爱因斯坦-罗森桥，是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。对于穿越虫洞的宇宙飞船而言，其最重要的任务就是保持虫洞的开启和稳定状态。最近的研究表明，由奇异物质（负物质）可以使虫洞保持长时间的开启和稳定的状态。就算这一方法理论上可行，可由于穿越虫洞存在大量的未知性，这是相当危险的。但这又何妨呢？必定有一大批的星际冒险家愿意往里跳！
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科幻小说/电影中出现或有望实现的星际飞船的动力驱动模式有哪些？
科幻小说/电影中出现或有望实现的星际飞船的动力驱动模式有哪些？
我看过的科幻小说不多，科幻电影对于飞船的驱动模式也总语焉不详。自己所知道的总的来说有这么几种：曲率驱动飞船（三体-刘慈欣）太阳帆驱动很多科幻小说纪录片都出现过暗物质驱动 （宇宙过河卒-安德森）还有其他类别的动力驱动模式求科幻大神详解！包括未来星际旅行最具可能性实施的方案！
未来星际旅行最具现实可能性实施的方案基本上在《三体》中都展示过了，分析下来有四种：1.断线风筝型——辐射帆飞船（屌丝级）2.循序渐进型——核动力飞船（人类级）3. 不停加油型——反物质飞船（三体级）4. 空间跳板型——曲率驱动飞船（终级）当然，之所以选择《三体》为范本，是因为大刘的硬科幻背景让他尽量不越出主流科学的雷池，比如《三体》中的终极驱动飞船靠空间曲率驱动并超越光速，没有突破目前理论物理的限制。大刘很聪明地设置了一个“智子封锁，理论物理停滞”的前提，这样就不会出现“无限非概率驱动”这样的想像级技术了。在进入正文前，还是想用最短的篇幅，比较一下这四种驱动方式：如何向女友解释宇宙飞行的方式作为一个理科男，一定要摆脱《生活大爆炸》里那种怪咖男形象，试着向女友解释这四种驱动的飞船吧，让她觉得你更有魅力。无论如何，这是你战胜高富帅或文艺男的最有力的武器。只是千万不要让你的物理老师听到这些谬论！！！1.要让她理解辐射帆飞船，你可以在一个阳光灿烂的春日午后，带她站在郊外的原野上，面朝太阳，感受阳光的抚摸。当然，你要不失时机开始讲解科学道理，光是辐射的一种，把你的脸想你成一面帆，这面帆就可以在阳光下缓缓推进，就可以进行太空飞行。好吧，她一定会睁开纯洁的大眼睛，这怎么可能。然后你就可以讲一讲那个古老的科学故事，在国际象棋的第一格放一粒米，第二格放两粒，第三格放四粒，……，最后，全世界的粮食产量都不够。太阳帆就是如此，缓慢但持续的加速，不用太久，就能超过化学火箭的最高速度，就像我们的爱情，缓慢而持续……（好吧，接下来物理学可滚蛋了）2.核动力很好理解，但工质就值得装逼了。先掉一下书包：工质就是两种能（比如热能和机械能）转化的媒介。工质发动机，指通过物理状态改变，使工质向反方向喷射，从而获得向前的推进力。所以，煤气灶、化学火箭都是工质的，而电磁炉、微波炉都是非工质的（这个属于偷换概念的胡说八道，但是对于女生来说比较好理解）。工质推进核动力，是通过火箭嘴的反推力推进，这一点和化学火箭没有本质的区别。而非工质推进核动力，无论是惯性约束聚变发动机，还是磁约束聚变发动机，都是把核燃料变成直接推动火箭的能量。此时，可以适当的引用一下她知道的名人，工质动力背后站着牛顿，非工质背后站着麦克斯韦。如果她开始问，为什么宇宙飞船使用非工质比工质好，这个现象说明姑娘上道了。你可以告诉她，主要原因有两个，一是能量转换时的损耗，比如说电磁炉烧东西比煤气灶快。另一个就是工质本身的质量，如果我们要进行10万公里的欧亚大陆自助旅行，但中途没有加油站，那我们出发前要带多重汽油呢？此时可以稍等片刻，你再对已经凌乱的她郑重揭开答案——5-10吨汽油，比汽车本身要重好几倍，但如果要负载这么重，汽车本身的重量和发动机的功率又要加大，所以，工质发动机是有理论极限的（拿汽油比核燃料，这是欺负女生啊。所以，乘她还没有想到核动力的问题，赶紧结束这个话题。当然这个比方仍然是成立的，因为核动力也不是万能的，核反应装置那可是庞然大物，但说清楚这个问题，基本上很难，你不想让你们相处的时间变成物理课吧？）3.基于巴萨德冲压发动机的核动力飞船或反物质飞船，在理解了工质与非工质的基础上，这个就很好理解了，严格的说，上面说的都是属于有工质，尽管没那么多。而巴萨德冲压发动机是完全的轻装上阵。因为巴萨德冲压发动机完全是科学家的构想，在像女友解释时，完全可以胡夸海吹。可以把这种飞船想象成只带了一点汽油出发的汽车，沿途不停的加油，还不给钱。区别只是这个汽油是“氢”还是“反物质”。4.曲率驱动飞船，最神极的技术反而最好解释，爱因斯坦的床单解释和大刘的浴缸解释可以照单全收，最好能身临其境，亲爱的，来，让我们到床上（浴缸里）做个物理实验吧！列个表，简单说明其中的区别：进入正文以下内容是根据赵洋的《三体航天考》，选择了其中关于飞船的核心内容重新编辑，以便让大家在很短篇辐内了解这四种目前理论可实现的航天飞船，如果想看全文，请点击下面的链接科学松鼠会或者购买赵洋的原书第一类：不带燃料的加速飞行航天器原理一：引力跳板只要飞船飞越行星的速度和位置合适，就能利用行星引力跳板加速。行星的自转和公转使其携带了巨大的角动量。在太阳系整体角动量中，太阳自身的角动量只占2%，其它98%的角动量掌握在围绕太阳的星体手中。当飞船切入行星轨道后，它也分得了行星的一部分角动量。转移的角动量体现在飞船飞出行星引力场时的速度变化中。以太阳为参照物，此时飞船飞出行星的速度不仅改变了方向，也增加了大小。根据能量守恒定律，航天器增加的动能也就是行星减少的动能。人类实践一：旅行者l号和旅行者2号等 “旅行者l”号和“旅行者2”号探测器就曾利用1982年“九星联珠”的机会，先后把木星、土星、天王星当作“跳板”，一次又一次地从木星跳到土星，又从土星跳到天王星，继而跳到海王星。成为探测行星最多的探测器。1990年发射的“尤利西斯”号太阳探测器，在飞近木星之后借助木星引力，偏转90度而跳入太阳极区，对从未近距接触过的太阳两极进行了探测。1997年发射的“卡西尼”号土星探测器质量太大，运载火箭无法将其直接发往土星，遂采用引力跳板。它两次掠过金星，而后又掠过地球和木星，最后才飞往土星。地球距土星只有12.5亿公里，“卡西尼”号的行程却达32亿公里。2006年发射的“新视野”号探测器也借助木星飞向冥王星，若不绕过木星加速、直飞冥王星的话反而会多用四年时间。旅行者l号和旅行者2号的引力三级跳旅行者l号和旅行者2号的引力三级跳原理二：太阳帆、光帆太阳光的力量十分微弱，在地球轨道上，每平方公里表面接受的太阳光压才有牛顿，也就是一个苹果的重量而已。虽然力量微弱，但太阳帆提供的推力贵在持久。只要有阳光照耀，它就可以一直工作，在太阳光的压力下缓慢加速，并通过调整帆面相对太阳的角度来控制速度及方向。日复一日，年复一年，太阳帆总有一天会达到惊人的高速度。假如有一艘帆面7万平方米的太阳帆飞船，飞船质量是500千克，那么它离开地球轨道时每秒的速度增加值是1毫米/秒。但日积月累，等到抵达火星轨道时，时间才过去284天。算下来这个速度比许多化学火箭还要快。除了在太阳系内飞行，太阳帆还可以作为恒星际探测器。因为成本低、飞行速度快，它是在低技术条件下飞出太阳系、飞向恒星空间的首选航天器。1984年罗伯特-弗沃德做出的工程分析表明，进行长期太空飞行的最佳方法是向一个大型薄帆发射大功率激光。当激光帆采用整体式圆盘布局并搭载1吨的有效载荷时，最大速度能达到光速的十分之一，飞抵半人马座α星仅需40年或更少的时间。虽然光帆面积庞大，帆面支撑等技术要求较高，但较其他形式的恒星际飞船而言，光帆仍是技术和经济上最容易实现的方案。据估算，如使用金属铍作为帆面材料时，上述飞行的耗电费用为66.3亿美元[2]。这只相当于阿波罗计划投资的1/4而已。因为地球大气会使激光衰减，理想的发射站应当位于月球等天体。如果未来能够开采月球上的He-3资源并实现受控核聚变，发自月球的激光就可以射向宇宙深处的一叶孤帆。届时，人类就真正地向深空跨出了一大步。人类实践二：失败的宇宙1号和成功的“伊卡洛斯”号试验太阳帆“宇宙1号”由美国行星学会、俄罗斯科学院和莫斯科拉沃奇金太空工业设计所花费数年联合建造而成，重50公斤，由8片长度为15米的三角形聚酯薄膜帆板组成花瓣形，帆板总面积600平方米。每张帆板的厚度比普通的塑料垃圾袋还薄，但它们异常牢固，并且表面上涂满了高效反光物质。帆板与支撑杆的结构就像直升机旋翼一样，可以通过调整来改变飞船的飞行方向和速度。据计算，在阳光微弱的压力推动下，“宇宙1号”太阳帆将会以每秒1毫米的速度慢慢地加速移动。在帆面展开24小时后，太阳帆的速度将增至每小时100英里；到第100天时，它的速度将达到每小时1万英里。如果“宇宙1号”能持续飞行3年，速度会提升到每小时10万英里，这是任何人造飞行器都没有达到过的速度，相当于目前飞得最远的“旅行者号”探测器飞行速度的3倍。如果用“宇宙1号”来探测冥王星的话，可以在不到5年的时间里完成从地球到冥王星的旅程，而美国宇航局使用常规推进技术探测冥王星的“地平线计划”预期需要的时间却是十多年。日，“宇宙1号”于从位于巴伦支海水下的俄罗斯核潜艇上通过“波浪”运载火箭发射升空。不幸的是，火箭在发射升空后83秒就与地面失去了联系。到目前为止，最成功的太阳帆试验是日本2010年发射的“伊卡洛斯”号试验太阳帆。2011年1月，完全依靠太阳能驱动的“伊卡洛斯”已成功完成全部实验项目，包括利用阳光实现加速和改变轨道等。“伊卡洛斯”有一面对角线长度20米的方形帆，由聚酰亚胺树脂材料制成，厚度仅毫米。它在飞行中将不断旋转，依靠离心力使帆保持张力。“伊卡洛斯”号试验太阳帆膜面结构《三体》科幻设定：阶梯计划中的辐射帆飞船在《三体III》的“阶梯计划”中，人类举全球之力，发射了一艘辐射帆飞船，它先后承受了上千次核爆的力量，将云天明推往三体舰队的方向。辐射帆这个概念绝非空穴来风，其身世最早可追溯至科学革命时期。其他科幻中的设定1.阿瑟·克拉克出版了科幻小说《太阳帆船》（Sunjammer），在小说中，主人公驾驶太阳帆飞船参加了从地球到月球的飞行竞赛，其景象颇似当今流行的帆船比赛。克拉克的这个故事令太阳帆的概念深入人心。2.《星球大战前传：克隆人的进攻》中，杜库伯爵乘坐一艘张着大帆的星际飞船离开吉奥诺西斯星球，从克隆战争的风暴中逃脱。他乘着这艘飞船来到柯洛桑星球废弃的郊外，会见了他的黑暗导师。这艘种子形的飞船外壳打开后可释放出精致的太阳帆。星际间的高能粒子风给太阳帆施加了强大的推进力，使太阳帆船能高速航行。影片导演乔治·卢卡斯将它命名为吉奥诺西斯太阳帆船，这种外形奇特的交通工具与片中杜库伯爵谜一般的性格正相符。第二类:使用目前人类掌握的最高密度能量——核聚变能。在探测三体舰队虚实的“阶梯计划”进行的同时，人类开始研究太阳系防御事宜。首当其冲的问题就是，用什么动力推进庞大的太空战舰？核聚变是当时人类最有可能掌握的高密度能源，该怎样使用核聚变能呢？固守化学燃料火箭思路的航天界实力派主张研发工质推进飞船，以核聚变能推动有质量的工质，产生反推力推进飞船。而太空军则力主研发不需要工质的辐射驱动飞船。1.工质推进飞船。原理：核反应堆内的核燃料产生热量，推进工质流经反应堆吸收热量后，通过火箭喷嘴喷射出去。人类实践：最早是由美国原子能委员会与NASA联合实施了NERVA（火箭飞行器用核发动机）项目，该项目主要研究工质推进核火箭。NERVA采用氢气作为工质兼冷却剂。氢气具有优良的导热性能，在高温低压状态下容易离解为原子氢，并吸收大量的热。而且氢的导热性能可与金属材料相媲美，是最好的冷却介质之一，同时由于其分子量小而成为最优良的推进工质。1955年到1968年间，美国政府投资15亿美元，在在内华达州核试验场进行了多次核火箭测试。最后制出了重200千克，推力达到100吨的核火箭发动机，可使宇航员乘坐通勤飞船在24小时内到达月球或从月球返回地球。然而，就在功率4000兆瓦的核火箭发动机开始测试时，阿波罗登月计划遭到了尼克松政府大幅度的预算裁减。将更多的宇航员送上月球和载人火星计划被无限期推迟。1972年，已无用武之地的NERVA计划被取消。三体中的设定无论是用氢还是盐水，工质核火箭都无法摆脱工质的束缚。核动力虽给飞船带来持久的续航力，但工质的消耗却令飞船难以远离补给站，就像蒸汽时代的铁路机车无法摆脱加水站一样。正是在这种情况下，太空军的灵魂人物章北海激愤地说：“工质推进飞船不过是个大火箭，要用超过三分之二的运载能力运载推进工质，且工质消耗很快，这种飞船只能以行星基地为依托，在太阳系内航行。这样做，是在重复甲午战争的悲剧，太阳系就是威海卫！”2.无工质推进飞船原理：1.磁约束聚变也叫做持续性聚变，是将核燃料变成数百万度的高温等离子体，使原子核活跃到能相互碰撞。由于等离子是带电的，所以可以用强磁场来束缚它们，否则高温离子体会熔化任何束缚它们的容器。罗尔斯-罗伊斯公司火箭工程师阿兰-邦德率领13人的研究小组提出了核聚变火箭的构思。这种核聚变火箭内有一个磁场构筑的燃烧室，通过向燃烧室的核燃料球发射电子束，产生高温等离子体，这些等离子体就是推力来源。发动机工作时，每秒钟向燃烧室发射250颗核燃料小球。在第一颗核燃料小球射入的时候，分布于燃烧室内腔的几十个电子束发生器射出电子束，轰击核燃料小球，氘和氦-3等核燃料发生每秒250次的核聚变反应，瞬间产生巨大的能量，推动火箭高速向前飞行。当第一级火箭工作完毕后会自动脱落，第二级火箭接着继续工作，这两级火箭可工作近4年的时间，能使火箭达到36000公里／秒的速度。如果只是高速掠过目标恒星，不采取减速措施，该火箭可以在一个人的有生之年——五十年——之内，抵达距地球5.9光年的巴纳德星。对于长期星际飞行来说，由于在旅途中不能与地球进行实时通讯，其本身必须拥有足够的应变能力才能保证顺利走完全程。其中一个最致命的问题是星际尘埃的轰击。虽然尘埃的密度并不高，颗粒也很小，但是在倍光速下，这一影响不可忽略。 “代达罗斯”的解决方案是在飞船前方设置50吨重、7毫米厚的铍质防护罩，并可以通过携带的大量“尘埃虫”微型机器人在母船前方200公里处生成高速运行的粒子防护云，以“自我牺牲”的方式扫除前进道路上的障碍。磁约束聚变或许是核能发电的最佳方式，但未必适用于用于太空飞行。要约束住高温等离子体，必须安装一个磁场发生装置。这种装置由永久磁铁和电磁线圈组成，体积庞大，重量惊人。这意味着火箭发动机必须造得很大。2.惯性约束聚变1970年，美国内华达大学的温特伯格提出了用高能电子束引发核聚变（即“惯性约束”）的思路。他设计的火箭发动机在每次核聚变时可释放出约100亿焦耳的能量，可实现每秒300公里的高速飞行。惯性约束聚变也被称作脉冲性聚变，利用激光或者粒子束来照射核燃料球产生超高温，生成比磁约束聚变时密度更高的离子体，从而引发聚变反应。由于此时反应时间非常快，小燃料球自身的惯性就可以维持热度足够长的时间来进行反应，所以无需强磁场束缚。在太空的真空环境中使用粒子束比在地球上具有明显的优势，可以不受大气分子的干扰。从这一点来说，此方案更为可行。不过，采用惯性约束还需安装激光器或粒子束发生器，并且需要给它们提供能量。虽然如此，此方案很可能比磁约束聚变发动机要轻。稳定功率输出的可控核聚变虽然还未实现，但其原理是明确的，障碍只存在与技术领域。假以时日，定能取得突破。而且航天器的尺寸、结构与功能也得在现有基础上有很大提升。目前的聚变反应堆容器非常大而且重，这使得其并不好用于星际旅行，在未来如磁约束或惯性约束和等离子不稳定性等技术问题解决后，小型的聚变反应堆有可能被设计制造出来。人类实践：无《三体》中的设定：两种核聚变火箭发动机1.失败的磁约束聚变发动机。小说中，首次实现可控核聚变发电后，物理学家丁仪对章北海说，“我早就感觉到托卡马克方式是一条死路”这里的托卡马克方式就是磁约束聚变。《三体II》这样描述了磁约束聚变发动机试验失败的场景：在人类太空舰队的发展方向确定为无工质辐射推进后，大功率反应堆开始进行太空实验。这时地面上的人们常常能看到三万公里的高空发出炫目的光芒。这被称作“核星”的光芒是失控的聚变堆失控产生的。核星爆发并不是聚变堆发生爆炸，只是反应器的外壳被核聚变产生的高温烧熔了，把聚变核心暴露出来。2.大刘认可的惯性约束聚变发动机。 “自然选择”号是亚洲舰队第三分舰队的旗舰，拥有最新一代的无工质聚变推进系统，全功率推进时，可以加速到光速的百分之十五。它的舰内生态循环系统十分完美，能够进行超长时间续航。《三体II》中对“自然选择”号的描写令人神往。大刘设想把核聚变产生的辐射能直接导向飞船后方，用反冲作用推进飞船前进。如果说太阳帆飞船是借助太阳的辐射飞行，那么无工质核动力推进就是把“小太阳”带在了身上。其他科幻小说的设定迄今为止，代达罗斯计划仍是论证最完备的核聚变火箭方案。它的构想影响了许多科幻影片：从《异形》到《阿凡达》，从《Wall-E》到《冲出宁静号》，这些影片都把核聚变发动机作为推动庞大飞船的“常规”推进方式。第三类、源于巴萨德冲压发动机的反物质飞船原理：早在“红岸基地”尚未立项的1960年，在美国洛斯阿拉莫斯实验室工作的物理学家罗伯特·巴萨德发表了一篇名为《星际物质与星际飞行》的论文，里面构想了一种全新的航天器推进方式——飞船前方漏斗状的收集器收集星际物质中的氢元素，氢元素可作为飞船核聚变发动机的燃料使用。飞船飞行速度越高，收集效率也越高，这就像是蓝鲸张开大口过滤海洋中的浮游生物一样。这种航天发动机被后人命名为“巴萨德冲压发动机”。其理论基础是在恒星间并非完全的真空，通常都有一种稀薄的气体弥漫其间，这就是星际物质。虽然这种物质密度极低（每立方厘米约有100个氢原子），但聊胜于无。如果能采集无处不在的星际物质作为发动机燃料，则飞船的理论续航能力可以达到无限远。目前得到公认的巴萨德冲压发动机是一种冲压核聚变反应堆，它利用巨大的电磁场（直径从数公里至数千公里不等）作为“漏斗”来收集并压缩星际物质中的氢，飞船前方的漏斗吸入沿途的星际物质，极高的相对速度和磁场作用使反应物质在核反应腔中压缩，直到温度和密度足以发生核聚变。这样产生的巨大能量再通过另一个磁场导引至发动机的排气方向，并借反作用力原理推进飞船。如果该飞船能够保持10米/秒2的加速度（略大于地球表面的重力加速度），不到一年时间，速度即可达到光速的77%。巴萨德冲压发动机的假想结构1974年，参与“代达罗斯”核聚变火箭计划的阿兰·邦德提出了巴萨德冲压发动机的改进方案“RAIR”。该方案将收集到的氢作为反应物质而不是推进工质。进入发动机的质子流被减速到一兆电子伏，然后引导质子流轰击锂-6或硼-11。锂-质子聚变或硼-质子聚变不但更容易发生，而且释放的能量高于其他种类的核聚变。聚变产生的能量被导入前方漏斗吸入的物质中，被“加热”的物质高速喷出，驱动飞船前进。“RAIR”另一种改型——“催化RAIR”发动机的效率更高。当进入收集器的物质流被压缩后，人为加入一小块反物质。与核聚变相比，这种湮灭反应的反应截面更小，所需温度也更低。据计算，要驱动一万吨重的飞船以1g加速度飞行，所需的反物质催化RAIR 发动机直径仅为3.5米！当然，乘这种“微型”发动机遨游宇宙，得自备足够的反物质供催化用。人类实践：无《三体》中的设定：三体第一舰队 “三体飞船推进的动力是正反物质的湮灭，飞船前方有一个巨大的磁力场，形成一个漏斗形的磁罩，用于收集太空中的反物质粒子，这种收集过程十分缓慢，经过相当长的时间，才能得到供飞船进行一段时间加速的反物质数量，因此舰队的加速是间断进行的，很长时间的收集后才能进行一次。”在《三体》中，三体第一舰队正是使用了巴萨德冲压发动机，才能以十分之一光速飞行。 其他科幻小说中的设定：拉里·尼文在系列科幻小说《已知宇宙》中使用了这种发动机。在尼文笔下的文明世界，星际殖民的早期阶段派出了装备巴萨德冲压发动机的自动探测器，随着时间的推移，富人们也可以采购这种发动机，举家搬离拥挤的地球。在他的另一部名著《环形世界》中，尼文则使用这种发动机做航程推进和位置维持用。在《星际迷航》（Star Trek）系列影片中，一种名为“巴萨德氢收集器”的装置作为“正反物质推进系统”的一部分出现在星舰上，它可以使星舰加速到超光速。这种收集器装在曲速引擎的前方，当星舰中储存的氘减少时，收集器就会采集星际物质中的氢，并将其转化为氘和反氘，供曲速引擎使用。在影片中，巴萨德氢收集器的低收集率和星际物质拖曳问题都因为超光速飞行迎刃而解。波尔·安德森的小说《宇宙过河卒》（《Tau Zero》）。在这部作品中，安德森讲到冲压飞船“利奥诺拉-克里斯廷”号遭遇星际尘埃云后失去减速装置，进入了无法停止的无休止加速状态。在逐渐趋近光速的航程里，由于相对论的时间膨胀效应，船员们发现他们已经飞入了“未来”，并亲眼见证了宇宙的瓦解和消亡。这个小说的影响力非常之大，以至于美国国家航空航天局“突破推进物理项目”主管马克·米利斯离开航天局创立了一个组织“τ0基金会”（Tau Zero Foundation）专门研究超光速飞行。第四类：基于现有理论的终极飞天梦想——曲率驱动飞船原理：首先必须指出的是，空间曲率驱动是完全符合目前人类所掌握的物理规则的。所以，在《三体》中出现，也是完全符合“智子封锁下理论物理无法突破”这一基本设定。曲速引擎的原理是将空间拉伸，这与虫洞折叠空间正相反。不妨设想这样一幅场景：你和一只猫坐在一张地毯的两端，猫以速度c（这也是它在地毯上奔跑能达到的最高速度）向你跑来，这时你以速度z猛然拽动地毯，把地毯和在地毯上跑动的猫一并拽到跟前。在拽地毯时，猫相对于你的速度是c+z——超过了c，但猫与猫脚下的地毯是一并移动的，它并没有超过自己在那块区域的速度极限。现在，把猫替换成飞船，把地毯替换成宇宙空间，把拽地毯的动作替换成曲率驱动，把c设为光速，你就得到了曲率驱动的基本图景。1994年，物理学家米基尔·阿库别瑞提出可用波动方式拉伸空间，使飞船前方的空间收缩而后方的空间扩张，飞船在太空里“乘”着空间的“波浪”前进。这个“波浪”区间叫做“曲速泡”，里面是一块平坦时空。飞船在泡内并非真的在移动，而是被泡带着走，并不违反物理学中的“光速最快”限制。当然，目前我们还不知道怎样引发这样的波动，或是一旦引发了，飞船该怎么离开它。基于广义相对论的曲率驱动：时空在能量和物质的张力下变得扭曲。基于广义相对论的曲率驱动：时空在能量和物质的张力下变得扭曲。飞船前方的空间收缩而后方的空间扩张技术障碍：最大问题在于暴露曲率驱动飞船的航迹：时空扭曲会使光线“弯曲”，透过曲率驱动航迹观察后方天体，会产生哈哈镜一样的扭曲效果。这种扭曲将暴露曲率驱动飞船的航迹。除此之外，曲率驱动技术也存在着不易克服的内在矛盾。2002年，有研究表明，对于进入曲率飞行状态的飞船而言，无法向“曲速泡“的前方发送信号，这就意味着宇航员将无法操控飞船。这还不是最糟糕的。最新的研究显示，曲率驱动飞船很可能无法安全脱离超光速状态。2012年初，悉尼大学物理学院的几位教授对阿库别瑞曲率驱动发动机进行计算机模拟时发现，扭曲时空是有风险的。在超光速飞行时，与“曲速泡“所含能量相反的粒子将在泡前方堆积，有些粒子甚至会进入到曲速泡中，形成累积效应，曲速泡飞行的距离越长，前方堆积的粒子就会越多。当飞船最终到达目的地开始减速时，一路上积累的大量能量会在瞬间全部释放，足以毁灭任何与其接触的物体。一直隐藏在曲速泡中的粒子也会对飞船本身造成威胁。比如，飞船在路过尘埃云时意外脱离了曲速泡，灾难性的碰撞就会发生；如果飞船在距离目标行星过近的地方减速，意外释放的能量会在瞬间把这颗行星从星图上抹去。《三体》中的设定：“无限接近光速”的曲率驱动《三体》中的曲率驱动只承认“无限接近光速”的扭曲空间飞行，没有涉及超光速的曲速飞行。大刘写道：“一艘处于太空中的飞船，如果能够用某种方式把它后面的一部分空间熨平，减小其曲率，那么飞船就会被前方曲率更大的空间拉过去，这就是曲率驱动。曲率驱动不可能像空间折叠那样瞬间到达目的地，但却有可能使飞船以无限接近光速的速度航行。”（《三体III》301页）大刘同样也对航迹暴露进行了科幻设定：防范三体人来袭的人类观察者发现，三体舰队显然能够在极短的时间内达到或脱离光速，但它们却不敢在三体星系或太阳系附近这么做。能想到的解释只有一个:这是为了避免四百一十五艘飞船进入光速时对两个世界产生影响。……一个显而易见的事实:曲率驱动飞船在进人光速的加速段会留下航迹。三体第二舰队用了一年时间进行常规航行，在距母星系远达六千个天文单位时才启动曲率引擎进人光速，是为了避免因曲率驱动航迹暴露母星文明。第二舰队在距太阳系六千个天文单位的远方就匆匆脱离光速也是这个原因。（《三体III》335页）更可怕的是，“在曲率驱动的航迹上，空间的结构也被改变了，如果把同样的第二艘曲率驱动飞船放在第一艘飞船的航迹范围里，它将寸步难行。”（《三体III》450页）这将使宇宙的空间结构变得支离破碎，大大限制了曲率驱动的大规模应用。这张图不需要解释了吧，呵呵其他科幻小说的设定：与《三体》不同，《星际迷航》设定的是超光速的曲率驱动：飞船首先使用曲速线圈产生“子空间场”，当其呈现不对称蠕动形式并达到一定场强之后，会成为“曲速场”。此时飞船就处在曲速泡中，从而完成超光速的星际旅行。《三体》中的关键航天技术已一一登场。地球人在与三体人的战争中，从孤注一掷的无燃料空间探测器和分子间作用（化学火箭）起步，进入原子核（核火箭）以及核子范畴（巴萨德冲压火箭），最终达到物理学的基本层面——对时空本性的利用（曲率驱动）。《三体》之所以在基本没有科幻环境的中国小说读者群中引起第一次科幻小说的洗礼，不仅仅在于大刘笔下的未来技术始终站在一块真实可信的科学土壤上，更重要的是，他更强调人类的意志——我们并不是不可以走得更远，而是人类与生俱来的软弱（有人称之为人性）、现实感（有人称之为经济性）与道德感（有人称之为文明）妨碍自己走出这一步。让三体人早日到来吧！我们会听到来自历史和未来的野性呼喊——“前进!前进!不择手段的前进!”
你应该请人来解释无工质推进器的原理。因为实际上只分两类：1 喷出物质反推，化学火箭等离子推进器都属于这种，太阳帆其实也是一样。2 不喷出物质，左脚点右脚推进，这就是无工质推进器，曲率推进是它的一种。反正我是没看懂，真空粒子涨落那个原理好像懂了，其实还是没懂。
还有绝妙的无限非概率驱动器！“无限非概率驱动是一种惊人的新方法，可以在几乎不到一秒钟的时间内穿越星际间广阔的距离，不再需要在超空间中单调乏味的东碰西撞。产生少量有限非概率的原理当然很好理解，只需要简单地把基于单个超微57型亚介子脑的逻辑电路接在一个挂在强布朗运动发生器（比如说一杯热茶）上的原子矢量绘图器上就行了——这样的装置通常用来打破宴会上的冷清气氛，比如把女主人内衣的所有分子转移掉，同时配合不确定原理，目标指向在场的任何一个其他人。　　许多有名望的物理学家声称他们不能容忍这样的做法，部分是由于这种做法贬低了科学，但更主要的原因却是他们从来没有被邀请参加过这样的宴会。　　他们所不能忍受的另一件事就是，他们制造一台能够产生无限非概率的仪器的尝试一再失败。这样的仪器如果用在飞船上，就能够跨越哪怕是最远的星球之间的距离。最终，他们恼怒地宣称这样的一台仪器根本就是不可能的。　　此后的一天，一个学生留下来打扫实验室，他这样推理：如果，他对自己说，这样的一台仪器事实上是不可能的，那么它就必定是一种有限非概率。因此，如果我要造出一台来的话，所要做的全部事情就是算出它如何不可能的精确数值，把这个数值输入有限非概率发生装置，再来上一杯热茶……然后，打开它！　　他这样做了，于是震惊地发现自己成功地凭空造出了人们苦苦寻求已久的珍贵的无限非概率发生装置。” 《银河系漫游指南》好吧，折叠我吧……
除了孟大神提到的我再补充一下1.相转移/超真空引擎（最早出处忘记了，仅仅记得机动战舰这部动画里出现过，印象里也有其他小说里出现） 即制造出一片超越真空的“真空” 将飞船本身拉过去，就像水压气压一样。2.《三体》中除了曲率引擎外，还有普通的核引擎，用激光点燃核燃料/氢同位素颗粒，来组合成连锁爆炸推进。(小说中没有详细描述，前面所说的是现实中已经提出的动力模式)3.另外目前部分卫星上已经实用化的离子引擎_百度百科 但现在这种引擎推力是硬伤,许多科幻小说也提到过离子引擎，但现实推力远远达不到
Nothing travels faster than the speed of light with the possible exception of bad news, which obeys its own special laws. - Douglas Adams银河系漫游指南中提到过一种由“坏消息”驱动的引擎…
1 曲率推进器原理参考阿库别瑞引擎/度规，这是星际迷航的粉丝为了解释曲速引擎而在广义相对论里找到的一个解，允许超光速飞行且不违背相对论中局域速度光速最大的假设。2 超空间/虫洞。在索恩为Interstellar写的书里介绍了超弦理论和宇宙膜，提到有一种时空结构允许人类在时空中前进极小的距离，而在现实的宇宙中前进指数级的距离。以上两种手段都需要宏观上的负能量密度，目前无法实现，且可以预测实现需要消耗十分大的能量。
看到很多朋友对无工质推进产生很多疑问，首先本人不是工科的，如有说错欢迎拍砖。@孟德尔你应该请人来解释无工质推进器的原理。因为实际上只分两类：1 喷出物质反推，化学火箭等离子推进器都属于这种，太阳帆其实也是一样。2 不喷出物质，左脚点右脚推进，这就是无工质推进器，曲率推进是它的一种。反正我是没看懂，真空粒子涨落那个原理好像懂了，其实还是没懂。您提的建议非常好，因为很多朋友和您想的差不多一样，没有理解什么叫无工质推进。那么我们来看看什么叫无工质推荐，首先我们来看看什么叫工质：维基百科：工作介质，通称制冷剂、致冷剂、冷媒或雪种，是各种热机中借以完成能量转化的媒介物质。这些物质通常以可逆的相变（如气-液相变）来增大功率。如蒸汽引擎中的蒸汽、制冷机中的雪种等等。一般的蒸汽机在工作时，将蒸汽的热能释放出来，转化为机械能以产生原动力；而制冷机的雪种则用来将低温处的热量传动到高温处。度娘百科：工质，实现热能和机械能相互转化的媒介物质称为工质，依靠它在热机中的状态变化（如膨胀）才能获得功，而做功通过工质才能传递热这可能是我一种狭隘的理解吧，工质推进器一定会村在热能转化为机械能的过程，传统的化学火箭中燃料燃烧后会产生大量的热，被加热的气体（自身）高速喷出，热能转化为动能的过程。我们常见的无工质推进器比如等离子推进，也就是我们常说的电推（大雾），原理是将气体电离成离子，然后通过强磁场将离子高速喷出，由于离子喷出的速度非常高，所以可以获得相当可观的推力；所以我的理解，无工质推进就是发动机中不存在热传递或者热能转化为机械能的推进方式。个人浅见，欢迎拍砖。无工质推进并不是无物质推进，左脚踩右脚那是永动机。
《星际穿越》最后不是有大杀器反重力公式么(我感觉大一统理论被女主角解出来了……)
光子发动机. (参考一本非常小众的科幻小说&地球母亲的节日&第187页)个人见解:虽然这个也是工质推进的一种,但在无工质推进出现之前,我觉得这是效率高且非常节省能源的一种方式(假设真能实现的话).简单引用一下原文吧(没找到该小说的文字版,所以以截图方式引用,所以我懒得把这段文字重新打一遍,抱歉):[1][2][3]
我觉得可以参考《LUCY》，看看万物本质。晨起暮归，斗转星移。现有技术无法达到彗星千万年的远航，斗胆说句，若是能操纵引力，或许能成就军事上的“蛙跳战术”
加几个星际迷航里的，除了三体借用的常规武器曲速之外，还有：量子滑流（曲速的量子版本，类似于即时虫洞）超曲速通道（类似于人造虫洞交通网）基地系列里有超神的反重力引擎。
题主，我说说电视剧的可以么。。。我只是搬运工。美剧《星际之门》系列的星际飞船用的也是超空间引擎（hyperdrives）。它的设定是这样的，hyperdrives打开一个窗口，使飞船能够跳入hyperspace，然后进行星际旅行。还有一种是跳入subspace，这种子空间在设定上是更加不稳定的，我没有找到跳入subspace的引擎的叫法，又或者他们也叫hyperdrives吧。 主要有两种类型的 hyperdrives，一种interstellar只能在星系内飞行，一种intergalactic就能畅游星系间了。 不同种族根据不同的科技开发出不同类型的 hyperdrives，用不同的能源作为动力， 其性能也不一样 。SG-1系列出现的飞船主要用的是虚构的物质Naquadah作为燃料，亚特兰蒂斯中的Ancients种族科技用的是ZPM（Zero Point Module），Asgard的叫 Asgard Neutronium-Ion generator,（谷歌翻译作0号元素离子发生器= =）。Ancients科技的引擎速度明显比Asgard引擎快，好像片中设定最强大的能量就是ZPM。。。然后超空间旅行不与现实空间中的任何物质发生相互作用，但是这个超空间又没有达到黑洞那么厉害的时空扭曲，而不同的超空间引擎工作的频率也不一样，所以片中飞船被打得落花流水就马上跳到超空间去，这样敌人就没办法攻击啦。Source：Hyperspace (science fiction)Stargate
个人所知在游戏＜星之海洋4＞里就出现了反物质，反物质有优点有缺点。优点是反物质比核能和原子能效率高，且无辐射泄漏等副作用，而且几克反物质就能提供比核能还高的能量，人类未来超光速太空旅行的理想能源。缺点首先目前反物质制造成本高的吓人几十亿甚至上百亿元能制造1克，其次制造出来无法保存，目前还没有解决反物质长期保存的方案，另一个重要的缺点核燃料会有核泄露的风险，而反物质有发生对消灭效应的风险，对消灭效应让反物质作为核武器的替代品，其威力比核弹高很多，毁灭城市于无形之中还不产生核辐射等副作用，因此作为宇宙飞船燃料同样会有此风险。
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