星际太空旅行是每个5岁孩子的幻想，在各种科幻系列小说中，它们的主角都会以奇妙的方式大胆地飞去那些从来没有人去过的外星世界。那么问题来了：随着我们的火箭和太空探测器越来越先进，我们能指望殖民其他星球吗?如果说这个梦想太遥远的话，我们能不能至少向外星球发射太空探测器，让它们告诉我们它们看到了什么?

星际旅行和探索在技术上其实是可能的，它并没有违反任何物理定律，但这不代表它很容易，也不意味着我们在有生之年能够实现星际旅行，更别说在这个世纪了。星际旅行是一件非常困难的事。

向外旅行

如果你很有耐心的话，那么其实我们已经达到了星际探索的状态。我们有几个航天器已经在逃逸轨道上，这意味着它们即将离开太阳系，并且再也不会回来。美国宇航局的先驱者任务，旅行者任务，以及最近的新视野号任务都已经开始了它们漫长的太空之旅。人们现在认为旅行者号已经离开了太阳系，因为与太阳风相比，旅行者号探测到更多银河系背景粒子和尘埃。

我们早就已经有星际空间探测器了，听着是不是挺好?但是，它们的速度很慢。我们的每一个星际探索器都以每小时数万英里的速度飞行，这听起来相当快，但放到宇宙的尺度来说，这根本就微不足道。而且，由于它们之前的任务是探索太阳系内的行星，所以它们也并没有朝着任何特定恒星的方向前进。如果这些宇宙飞船里面的任何一个最终会朝着我们最近的邻居——比邻星(Proxima Centauri，距离我们只有4光年)飞去的话，那么它们要在大约8万年之后才会抵达。

我不知道你们怎么想，但是我不认为NASA的任务预算有这么长的时间跨度，而且，在这些探测器到达任何地方之前，它们的核电池早就没电了，它们最终只会变成一堆铁块。不过这在某种程度上也算是一种成功，你想想看：虽然它不是你想象中的那种星际旅行，而且看起来好像也只是在恒星之间随便丢了一块垃圾而已，但我们的祖先就不见得能够完成这样的壮举。

速度比赛

为了进行星际飞行，探测器必须要飞得非常快，它的速度最起码要有光速的十分之一。以这样的速度，宇宙飞船可以在几十年内就到达比邻星，并且在几年后传回照片，而这一切都可以在人类的一生中完成。

要达到这样的速度需要大量的能量。我们可以选择通过燃料来获得这些能量，但使用燃料作为能量来源的话，大量燃料将会增加飞船的质量，使飞船更难推进到那么快的速度。一些核动力宇宙飞船的设计和草图也正在试图实现这个目标，但除非我们可以把成千上万颗核弹放进火箭里，否则的话，我们需要想出其他的主意。

也许，最有希望的其中一个想法就是固定飞船的能量来源，并在飞船飞行时以某种方式将能量输送到飞船上，而激光就是可以实现这种想法的其中一种方法。辐射非常擅长把能量从一个地方转移到另一个地方，在广阔的宇宙空间当中更是如此，航天器可以在太空中捕获这些能量并推动自身前进。

这就是“突破摄星计划”背后的基本理念，该计划旨在设计一艘能够在几十年内到达最近恒星的航天器。在这个项目的简述中，一个大约100千兆瓦的巨型激光阵列将会射向地球轨道上的一艘宇宙飞船，这艘宇宙飞船有一个反射能力很强的巨大太阳帆，激光射到太阳帆之后会反弹，给飞船提供动力。但问题是，这100千兆瓦激光的威力和一个背包差不多，是的，你没看错，如果我们向飞船发射10分钟的激光，然后要求飞船的速度达到光速的十分之一的话，那么这艘飞船的重量不能超过1克。

要知道，那是一个回形针的重量。

给蚂蚁坐的宇宙飞船

使宇宙飞船以所需的速度飞行是星际旅行的关键。100千兆瓦的激光本身已经比我们设计过的任何激光都要强大很多个数量级了。(100千兆瓦是美国所有运行核电站总装机容量的总和)。而这个质量不能超过1克的飞船还必须包括一个摄像头、计算机、电源、电路、外壳、与地球通信的天线以及整个光帆本身。

此外，那个光帆还必须要有着无可挑剔的反射度，哪怕它只是吸收了一点点激光，它都会把激光转换成热量而不是动量，在100千兆瓦的条件下，这就意味着光帆会直接熔化，这对航天器非常不利。

一旦加速到光速的十分之一，真正的旅程就开始了。在40年的时间里，这艘小宇宙飞船将会经受星际空间的考验和痛苦。它将会受到高速运动尘埃颗粒的影响，虽然这些尘埃非常微小，但在这样的高速之下，这些尘埃也能造成难以置信的破坏。除此之外，各种恒星发射的宇宙射线(高能粒子)也会扰乱航天器内部的精密电路。一旦旅程开始，宇宙飞船将会受到这些宇宙射线的不停轰击。

突破摄星计划可行吗?原则上来说确实是可行的，就像上面说的那样，它并没有违反任何的物理定律。但是，依靠我们目前的技术水平(或者对我们未来技术的合理预测)，完成这样的任务并不容易，甚至是不可能。我们真的能造出那么小、那么轻的宇宙飞船吗?我们真的能制造出如此强大的激光吗?像这样的任务真的能经受住深空的挑战吗?

答案并不重要，真正重要的是：我们究竟愿不愿意花这么多钱去探讨这个计划的可能性