浩瀚宇宙遨遊到底需要什麼樣的靠譜飛船？霍金和俄富豪說「帆船」

雖然人類已經進入太空時代超過半個世紀，但幾乎所有太空人都不過在地球門口徘徊。如果把地球縮小成一個棒球，太空人都只不過離棒球表面兩張信用卡厚度這麼高（阿波羅太空人除外），太陽系邊陲的冥王星將遠在35公里外。這還不算什麼，離太陽系最近的恆星半人馬座α離這一顆棒球將近250,000公里！

面對如此浩瀚的宇宙，人類目前所用的火箭很難在人們的有生之年離開太陽系，更別提拜訪其他的恆星系了。其他可能的火箭技術，例如核子動力火箭、巴薩德衝壓火箭、反物質火箭、甚至傳說中的「不可能引擎」EM Drive、曲速引擎、蟲洞…這些都離現實太遠了，怎麼辦？

最近一種叫做「光帆」的未來推進技術特別紅，特別是今年四月俄國億萬富豪Yuri Milner提出的「突破攝星」計劃，還找出霍金老博士研究，要用超強激光把配備有光帆的微型太空船加速到光速的五分之一，好在20年內到達半人馬座α。

什麼是「光帆」

目前幾乎所有的火箭都依靠化學反應燃燒所產生的推力。它們最大的問題是需要很多的燃料。這些火箭就像在船上放個電風扇把空氣往後吹來推動船。雖然夠力，但電用完就沒了。怎麼辦？你得拖一大桶油來發電，但是為了拉這麼多油，你需要更大的電風扇，但大電風扇又更耗電，只好拖更多油，那又得換更大的風扇…沒完沒了，永遠過不了海。

另一個辦法是帆船，只要風夠大，連油錢都省了。太空中當然沒有風，但是太陽光可以產生光壓。風能推動帆船是因為空氣的動量傳遞給帆船，在帆面產生氣壓，讓帆船取得動量而能前進。光線雖然沒有質量，但是現在物理告訴我們它仍然有動量，如果太空船有一面大鏡子，就可以從光獲取動量，產生光壓。這個力量雖小，但只要鏡子夠大又能充分反射陽光，也能產生相當的推力。

這樣的技術叫「太陽帆」（solar sail）。科學家早就有這個構想，17世紀的天文學鼻祖克普勒看到慧星尾巴被太陽吹到一邊，就寫信給伽利略說：「或許有一天能做一艘利用天外的風的帆船。」，連19世紀的著名科幻作家，《海底兩萬里》的作者凡爾納就提出利用太陽光航行星際的可能性，美國日本甚至民間組織都小規模試過。

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