比三体人的水滴快10倍！仅需20年，就能抵达最近的恒星系光帆宇宙飞船的想象图

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光帆宇宙飞船的想象图，飞船的光帆被来自地球的激光打成了弧面。图片：courtesyofBreakthroughInitiatives
科幻作品中，我们一般将大型太空飞船编队称为宇宙舰队。而宇宙舰队的推进方式，也可以参考古代海军的风帆——不过在太空中，打在帆上的，不再是海风，而是激光束。凭借激光光帆，科学家发现，我们或许真的能让宇宙飞船加速到光速的20% ， 20年内就能抵达比邻星。
宇宙实在是太过广袤，就连科幻片都诞生了一类“太空歌剧” ，一个人的生命在“太空歌剧”中往往显得无足轻重。漫长的旅行时间与人类苦短的寿命之间赤裸裸的残酷对比，是造成这一宏大史诗感的重要原因。
当前人类尚不能直接给航天器提升多少速度，只能追求用尽可能少的燃料，尽量高效地改变航天器的轨道，最终还是要靠引力决定的轨道进行星际航行。而相应的代价就是，想要抵达哪个天体，需要的时间往往和这个天体的轨道周期正相关。比如想要抵达轨道周期1个月的月球，可能需要飞行3天左右的时间，但想要飞到轨道周期23个月（687天）的火星，航行时间就可能长达200多天。
在太阳系内的旅行尚且如此，星际旅行就更难以让人想象。注定将会飞出太阳系的新视野号在2006年发射， 2015年才抵达冥王星。过长的时间带来的变数太大，它发射时的使命是探索当时的太阳系第九大行星冥王星。但当它抵达目的地时，冥王星却已经不再算得上一颗行星了。

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星际旅行如果所用时间太长的话，甚至有可能当你赶到目标跟前时，才发现它已经“不那么重要”了。图片来源：JohnsHopkinsUniversityAppliedPhysicsLaboratory/SouthwestResearchInstitute
1977年发射的旅行者1号，更是花了足足35年才飞出太阳系。到现在，飞行了将近45年，距离地球21.5光时（光走过21.5小时的距离）的旅行者1号是距离人类最远的人造物体。但是距离地球最近的恒星——比邻星，和我们的距离也有足足4.22光年。刘慈欣在《三体》中描写的三体人就位于那个星系，但就算是三体人制造的水滴，想要从那里抵达太阳系，也要花上足足200年的时间——显然，这比任何人的寿命都要长。
新的推进方法
这一切的根源还是自带燃料的限制。星际航行没有外部输入的情况下，如果想要加速，根据动量守恒，你就必须扔点什么东西出去。传统化学火箭可以把燃料燃烧产生的气体以每秒几千米的速度向身后喷出。但我们几乎不可能继续提升化学火箭气体喷射的速度了，毕竟化学键的能量是有上限的，化学火箭喷射速度最多也就只能达到每秒10千米左右。想要继续提升燃料的使用效率，工程师还可以用粒子加速器的原理，将燃料粒子加速到极高的速度向后喷射。天宫空间站核心舱上负责调整姿态、维持轨道的霍尔发动机用的就是这样的技术。
但只要宇宙飞船自带了燃料，就会有一部分燃料不可避免地被用来给剩余的燃料加速。那我们能否额外给航天器提供燃料呢？
太阳帆就是这样的航天器。我们都知道，光具有粒子性，光子是带有动量的。所以，太阳系内阳光所及之处，都被太阳施加了一个推力。如果我们张开一张很大的反光膜，就能“白嫖”太阳光子的动量给航天器加速。实际上，已经有人这样做了。 2019年6月25日，猎鹰重型火箭搭载LightSail2发射升空，这个航天器在当年7月23日展开了自己的太阳帆。尽管在部署之后， LightSail2由于配平等原因随机翻滚了很久，但团队最终还是让它按计划工作了起来。最终，他们成功测到了LightSail2被阳光推动的证据。

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LightSail2示意图，它可以从阳光获得0.058mm/s2的加速度。图片来源：ThePlanetarySociety
不过，阳光的力量还是太微弱了。这样微弱的力别说用来做星际航行，它连700千米高空的空气阻力都无法克服。根据研究团队自己公开的数据， LightSail2无法长期维持自己的轨道高度，随着轨道一点点降低，它大概会坠落到地球大气层中。

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LightSail2从地球轨道上回传的画面。图片来源：ThePlanetarySociety