07款轩逸2.0xl:太空帆船是什么？？

把在空中、或太空的飞行器称为「船」，似乎更有些道理，读者不妨观赏这几张艺术家笔下的未来太空飞行器（图一、图二），是不是比以前以海里的大帆船还壮观？帆船的帆只能在船的上方，太空帆船的帆则像个大风筝，把看起来极小的船舱拖着飞向远方。只是太空里没空气、也没风，要帆有什麽用？答案很简单，太空里没风，难道不会用「人造风」吗？正是如此，但所造的不是风而是动能，在帆的内侧制造各种爆炸产生动力，把巨大的帆推向外侧，顺便也就把太空船带着走了。
　　从地球升到太空、在太阳系的几个星球之间通勤，甚至冲出太阳系、像「星舰迷航记」(Star Trek) 影集任意在太空遨翔，恐怕面临最大的问题就是燃料。现在用火箭把太空船打上天去，火箭在几分钟内燃料烧尽就掉下来，实在不是很好的办法，科学家们多年来无不尽力研究突破性的燃料。新的燃料要轻，现在火箭用的化学燃料本身就很重，把燃料自己打上天去就要费很多燃料。新的燃料要产生大的能量，才能把速度加快，即使不超出爱因斯坦不超过光速的理论，至少也要达到光速的一半，这样才能以分钟计算到月球、以小时计算到火星。产生大能量之后要继续维持，更是重要，现在火箭的持续燃烧以秒钟计算，言下之意就是不会持续太久，专家们说，强大的动力至少要持续运转五万秒，才有希望冲出太阳系飞往太空深处。

　　太空之旅的新燃料之一，是「反物质」(Antimatter)。我们周遭的每样东西，都是实体的物质 (Matter)，地球与星球，也都是实体的物质，那什麽是「反物质」呢？简单地说，就是与普通物质质量相同但电荷相反的「东西」，例如电子 (Electron) 带负电，其反物质就是带正电的电子（称为 Positron）；质子 (Proton) 带正电，其反物质就是带负电的反质子（称为 Antiproton）。如果把物质与反物质碰在一起，就变成光、以及极大的能量，超出现在的核子反应很多很多倍。学说之一，是宇宙当初的大爆炸 (Big Bang)，就是因为物质与反物质碰撞在一起所引发的，照理说正反中和产生光与能量之后，应该什麽都没有了才对，可是为什麽还产生了这麽多杂碎物质（星球）？有人说当时物质比反物质多一点，所以才有一些没被中和，而宇宙的空间与星球实体的比为十亿比一，似乎也迎合了这一说法。

　　反物质似不存在於自然界，地球上更是找不到，1928 年由英国物理学家 Paul Dirac（1902-1984、1933 年获诺贝尔物理奖）提出，多年来是个谜样的东西，只有在科幻小说里用到。近年科学家证实，反物质可以经普通物质的高速碰撞产生，纽约的 Brookhaven 国家实验室，与芝加哥附近的 Fermi 国家加速实验室，都以接近光速运转的粒子（如质子），制造出微量的反物质。最近的统计全球每年反物质的总产量，只有十亿分之二公克。这一点点的反物质到底要怎麽应用，芝加哥的 Hbar 技术公司正在规划，宣称在两年之内，要示 可以连续运转一百万秒的动力，动力大小也可以控制自如。

　　Hbar 公司目前计画用氢气的反物质「反氢气」，装在一个容器里，连到一个涂了一层薄铀的轻便帆，容器间断的释放反氢粒子，撞倒涂铀的帆会产生爆裂与能量，就把帆推向前方。一趟太空之旅到底需要多少反物质，目前的估计是，只要帆的质料轻便、绳索也不要太重，如果要到太阳系的最外围 Kuiper Belt（距地球 65 亿公里），仅需 30 毫克（千分之一公克等於一毫克）反氢气；如果要到更远的地方，像是离我们最近、最可能有生命迹象的星系 Alpha Centauri（距太阳 4.35 光年），几十公克的反物质就够了。用这麽少的燃料，把太空船高速推进，也不产升高温、不产生磁场，听起来是最佳的太空燃料了。

　　另外一种新的燃料，照射能源，特别是雷射光，这几年则是逐步成长、接近实用。用雷射光照射飞机、或太空船，经光电转移作用（把光转成电流）把电流储存到电池，用电池的能源来带动飞机或太空船的引擎。当然这类燃料仅限於地球表面、以及地球外围轨道上的飞行，飞出地球太远，雷射光就照不到了。一束雷射光，无论在地面或在地球轨道照射，都无法持续追踪快速飞行的机船，所以要架设许多雷射光，采用接力的照射方式，持续供给飞机与太空船的能源。

　　美国太空总署 NASA 阿拉巴马州与加州的两个飞行中心的研究人员，已经成功的做了雷射照射实验。用一架模型飞机，内装特制的光电转换电池，地面的雷射光束叮着飞机转，供给能源，飞机就产生动能，引擎开始发动，飞机起飞（照片）。另外在新墨西哥州的白沙飞行实验场，用更强的雷射光，把一架可以坐人的轻型小飞机，打上高空。这一连串的实验，证实了照射能源的可行，以后在地面与环绕地球轨道的太空站，架设马力强大的雷射网，好比现在的电缆网，来供给地面与近太空飞行的能源。到那时候，空中交通将彻底改观，飞机可直上直下落在楼顶、落在你家后院。飞机翅膀太大？骑着雷射光，要翅膀干嘛？（艺术家笔下的未来飞行器）

　　国际照射能源协会会长 Leik Myrabo 说，许多物理性的推动能源可用在太空之旅，今天的科学家们把太多精力花耗在化学能源的研究上，我们现在要的，是把目前的推动力增强十倍、甚至百倍。不过，太空之旅所需要的动力终会改观，以后升空不过一眨眼的事，稀松平常。
　　http://www.brainnew.cn/Article/naps2004/popu083004.htm