太空旅行不需要休眠舱。

以前的科幻电影里,经常有这样一个场景。由于太空旅行时间长,为了不在孤独的旅行中浪费人的生命,宇航员被放入休眠仓,处于休眠状态。当他们接近目标时,休眠的宇航员被唤醒,开始执行任务。

事实上,如果人类真的可以遨游太空,这种休眠完全没有必要。

最近的恒星是一颗4.2光年远的邻星。

目前最快的人造飞船飞出太阳系的速度是由美国的朱诺创造的,达到每秒73.7公里。即使以这个速度直线飞行,也需要1600多年才能到达太阳系最近的比邻星。如果我们返回地球,需要3000多年。

如果人类开始具备飞出太阳系的能力,我认为从科学角度来说,不可能制定出200年以上不飞回地球的太空探索计划。这样,人类载人所能探测到的最远极限距离不能超过100光年。现在的望远镜已经证明,距离地球100光年范围内的恒星并不多。

就算有一天人类能让一艘飞船达到5%的光速,也就是600 km/s,飞到比邻星也要80多年,来回也要近200年。所以在这个技术层面,想要做星际旅行还是很不现实的。

从这个角度来看,当人造飞船的速度达到0.5倍光速以上时,人类才有可能真正开始思考星际旅行的实际行动。在这个速度下,飞船上的时间会明显比地球上慢。在地球上等了几十年,看到飞船到达目标星球,而宇航员可能几年后才乘坐飞船到达。如果飞船速度达到0.9倍甚至0.99倍光速,就成了宇航员探索其他星球的返程。自然不需要休眠仓。虽然地球回来已经几十年几百年了。

朱诺是利用其他星球的引力弹弓效应达到这个速度的,这个速度需要好几年才能达到。时至今日,以火箭的动力从地球发射的航天器最快速度也没有超过20公里/秒,为了利用其他星球的引力弹弓效应,航天器不可能直线飞行,有时甚至要大转弯,走很多弯路。

从上世纪50年代苏联第一颗卫星达到7.9 km/s到美国的朱诺,人类用了半个多世纪才达到这个速度。事实上,完全依靠火箭的动力,天空的速度只增加了两倍多一点。

所以,即使是光速的5%倍,对人类来说依然是遥不可及的梦想。

时至今日,人类一次送入太空的最大重量是苏联当年发射的航天飞机,质量为105吨。目前太空中最重的人造物体是国际空间站,经过多次发射达到423吨。它的内部只能提供几个生命,一年需要送四次物资。换句话说,人类目前实现的载人飞行,还远没有达到脱离地球引力的水平。

为了建立长期的生命保障系统,需要的航天器质量远非今天的国际空间站可比,需要比这大得多。随着质量的增加,航天器加速所需的推进剂会成倍增加,因为推进剂本身质量就很大。

这么大质量的飞船,在地球上组装一次就发射火箭给飞船加速是不可能的。所有部件只能先发射上天,在轨道空间站组装。这是目前无法实现的挑战。

此外,加速航天器的力是由推进剂燃烧后膨胀千万倍的气体向后弹射产生的反作用力获得的。换句话说,没有反方向喷出的物质,不可能加速飞船。所以,即使将来我们的核聚变成熟了,也需要足够多的物质扔回来加速飞船。没有足够的物质可以扔,再强大持久的力量也无法加速飞船。

载人飞船要去Ad Astra,你要能在到达目的地后看到目标,还要能回来。所以,我们用多少能量来加速飞船,还是需要带差不多的能量来准备到达目的地后让飞船减速。你需要携带两倍的能量来加速飞船返回,并在到达地球时再次减速。

携带如此大的能量,又是一个天文数字。

现在很多科幻小说里,空间飞行都用了曲速驱动。

曲速驱动的原理是通过时空弯曲来驱动飞船前进。我们知道,要实现这种尺度的时空弯曲,非黑洞和中子星这种比太阳质量大很多倍的宇宙怪兽是可能的。

以我们今天的科技发展速度,让地球流浪已经是科幻了,不能再科幻了。戴森球脑洞够大。试图控制比太阳大很多倍的质量来实现时空弯曲,这和中国古代嫦娥吃一粒药就能跑到月球的想法没什么区别。