如何大規模進入近地軌道？

很多朋友都會認為這不是宇宙造飛船麼，為什麼要大規模進入近地軌道？其實如果要造一艘恆星際飛船的話，大量的材料從哪裡來？總不能去抓顆小行星來在軌道上冶煉金屬現場建造吧！所以大量的材料必須在地球上製造好再去太空組裝！另一個方式是在太空製造鐳射快速成型裝置，然後運送各種原材料粉末去太空直接製造，這種方式可以減少材料體積，但各種保障設施的體積仍然不會小！當前和不遠的未來有兩個方式：

火箭發動機

空天發動機

前者就是我們常見的火箭發動機，這是當前進入太空的唯一手段，技術成熟，很多國家都有這個條件！但效率低下，成本高企，甚至有效載荷只有全火箭質量比的1%-2%多一點，假如我們要製造一艘十萬噸級別的宇宙飛船的話，總共要消耗約千萬噸級的燃料，這是在令人無法接受。

後者就是一種渦輪噴氣+衝壓發動機+超燃衝壓發動機+火箭發動機的綜合體，或者可以靜態點火到極高超音速與火箭發動機自由轉換的脈衝爆震發動機，如果使用這種型別的發動機成本將會明顯降低，水平起飛，進入軌軌道後返回地面水平降落，發動機可以使用大氣層中的氧氣，而且利用空氣動力提高載荷與燃料利用率，因此成本將會大幅度降低。如果要跨越星際，那麼必須要擁有空天發動機進入近地軌道作為敲門磚！

有朋友會認為可以製造太空電梯，其實這種看上去很慢，但製造成本與難度極高的工程，基本上沒法操作，因為現在連材料都還沒製造出來，更不用說虛無縹緲的製造太空電梯了！

空間發動機選哪種？

從地面到近地軌道可以用化學能火箭，但到了太空之後的星際飛行化學火箭就不靈光了，因為比衝極低，而星際飛行需要超長時間的加速，才能將飛船提速到能夠跨越光年的速度，一定需要一種能持續加速數年甚至數十年的發動機，很明顯化學火箭是不可能的。當前比較有希望的發動機型別有幾種：

太陽帆

離子發動機

裂變發動機

聚變發動機

太陽帆首先就可以忽略了，這種傳的神乎其神的星際航行方式只能在太陽系內過家家，在跨越恆星際空間時，太陽帆就是個累贅！

離子電推發動機是當前技術最成熟的，比衝也非常高，比較適合行星際飛行，理論上也適合恆星際飛行，只要攜帶足夠的工質，我們就能去到想要的地方！但電推發動機有一個致命的缺點，就是需要電能，土星軌道內可以用龐大的太陽能電池勉強維持，再向外必須有穩定的電源供給！

曾經獵戶座就是在屁股後面丟核彈，不過不要小看這種暴力又很LOW的動力方式，《撤離地球》中拯救地球人的超級飛船用的就是在飛船後方丟核彈，因為人類對核彈小型化技術已經爐火純青，成本當然主要就是核材料的提取。當然我們不可能真的在後方丟完整結構的核彈，必須用某種中子流來引爆它！

核聚變當然是最理想的，對於星際航行來說，磁約束的明顯不如慣性約束，從結構來看，慣性約束有一種天然的作為推進發動機的優勢！用鐳射束將核聚變材料小球聚變釋放能量，推進飛船前進！

生態系統需要包括哪些

載人飛船必定需要乘員，也需要維生系統，但如下技術將會使飛船的維生系統要求大幅降低。

冬眠

生物圈迴圈

如果可以達到冬眠狀態，那麼對飛船的物資需求將會大幅降低，如果技術無法達到冬眠，那麼生態迴圈規模將會大幅增加，一艘飛船可能會有1/3以上的空間來作為生態迴圈的溫室。

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上述是幾個關鍵技術節點的選擇，我們必須要實現的技術路線是：

1、空天飛機

2、空間組裝

3、離子發動機+核裂變堆電源

4、小型生物圈迴圈

這幾個技術是跨不過去的坎，未來100年內空天飛機有些難度，但實現問題不大，空間組裝問題不大，離子發動機和空間核裂變堆也沒問題（但這個極速不可能達到1%，也不快，但也布慢），唯一剩下的就是小型生物圈迴圈，美國在生物圈一號和二號上的失敗給了大家一個極大的打擊，很難說未來的飛船上生態迴圈就能永續，跟地球上比較，空間環境會更惡劣，人類在這個迴圈中需要干預的越多，那麼不可控因素就會越大，最終我們會發現，當踏上飛船時仍然還有一大把問題沒有解決。

三體人600年內到達地球，我們如果用離子推進，也許要1000年才能到達比鄰星，而且還必須留好減速用的燃料。

比鄰星是距離太陽最近的恆星，也稱為半人馬座α星C，它距離我們地球4.22光年。以目前的技術來說，雖然說是最近，但仍然太遙遠了。

假設我們要建造宇宙飛船過去，那麼需要些什麼技術呢？

一、生命維持系統。這麼遙遠的距離，正常飛行到達的時間將會以幾代人來計算。那麼這就需要飛船擁有維持人類生存和繁衍的維持系統，簡單的來說，就是小生態圈。這裡面應該包括重力系統、水迴圈系統、空氣迴圈系統等，還需要種植能夠養活幾千人的食物和蔬菜。當然如果休眠技術能夠合格那麼也可以使用休眠技術讓人在休眠中度過漫長的星際旅途。

二、自動駕駛系統。漫長的星際旅途中，靠人來駕駛的話太過於疲勞，自動駕駛就非常重要了。這個系統需要能夠透過大功率雷達等預判駕駛路線，規避隕石、小行星，遠離會俘獲飛船的大引力天體等。還需要能夠自我檢修，以免在漫長的歲月中發生故障。

三、強大的防禦手段。星際旅行肯定會有各種各樣的意外，比如宇宙塵埃、小天體、隕石的撞擊等，還會有各種有害高能射線，也不排除會偶遇戰爭，這些都需要強悍的防禦手段。

四、強大的武器系統。武器除了自衛以外，還可以在無法避開的時候推開、擊毀撞過來的天體，這些武器會有動能武器、能量武器。

五、動力系統。動力是飛船的核心，以目前的手段來看，核動力可能是最穩定的手段，在以化學燃料作為輔助，太陽能作為補充，應該勉強夠用。

六、強大的後勤補給。飛船飛行需要燃料，需要更換老舊的零件，需要維修，所以還需要一支船隊作為後勤。這支船隊得有自動採礦的機器人，得有偵查、搜尋的空天飛行器，得有工廠，比如冶煉廠、零件製造廠等。

七、空港技術。需要建造這麼複雜而巨大的飛船，在地面上是不可能的，飛船脫離地球都是麻煩。所以就需要空港技術，在太空中建造一個空港來建造飛船。

大致滿足以上的條件，也許就可以飛到比鄰星了吧。

這裡有兩點沒有提到，一是是否載人，二是有無時間要求，如果不計代價的話，可以理解為不需要過多考慮時間，那麼我們就按載人和不載人來分析一下。

先說不載人，那麼發射一艘無人探測飛船去比鄰星的話，理論上目前的技術是完全可以做到的，唯一的問題就是時間了。按照旅行者號飛船的速度計算，飛到比鄰星大約需要6萬年，如果可以突破等離子發動機的技術，速度可以提升10倍以上，也就是說需要幾千年的時間就可以到達比鄰星。

飛船一般使用慣性飛行，定期矯正目標就可以了。唯一擔心的是時間，幾千年的時間，計算機是否還能正常運轉，另外一個問題是宇宙空間中未知的狀況還很多，遇到突發狀況計算機能否應對。這就是需要提高人工智慧的水平了。

再說下載人，這個難度就大多了，前面說了時間上至少要幾千年，那麼就不可能只送幾個人過去，肯定要能形成一定的族群，上百代之後才能到達比鄰星。

這樣，實際就是需要一個完整的生態系統，比如改造一顆小行星，讓人住在裡面，人數至少要數百人到上千人。

因此，以目前可預見的技術來看，這幾乎是不可能的。需要突破的技術太多了，動力系統，生命維持系統，能源問題，社會問題，等等，都需要有很大的突破才可以。