启动航空器的N种动力

　　 追求更高更快更强的不仅是奥运精神，人类在实现飞天梦想的征程上同样如此。尤其在能源短缺成为科技发展一大短板的现在，用新的驱动取代石油燃料为航空器供能成为关键。科技引领未来，科幻启发现在。从逐渐成为现实的核能驱动、太阳辐射能动力，到概念化的曲率驱动、超真空引擎、黑洞引擎、无限非概率驱动等等，假如你想飞向太空，至少有一万种启动航空器的动力选项。

　　环保or污染：

　　太阳帆与核能驱动之争

　　核能驱动因其高效持久，成为了推动庞大飞船的“常规”动力。例如刘慈欣在《三体II：黑暗森林》（2008）中设定的那艘“自然选择”号飞船，就依靠核聚变产生的辐射能直接导向飞船后方，借助反冲作用推进航行。这一设定在《异形》《Wall-E》《冲出宁静号》等影片中屡次出现。目前来说，核裂变驱动原理具有更靠谱的理论支持，发源于上世纪六七十年代的“猎户座计划”和“代达罗斯计划”正是这方面的典型代表。但除了技术性要求高、造价昂贵之外，这类核裂变发动机最受诟病的一点，是其在获取动能过程中所释放出的大量核辐射尘，因此惨遭破产。

　　而日前，瑞士的“阳光动力号”成功完成了人类历史上首次太阳能飞机环球飞行。没耗费一滴油、一度电，这架全球最大的太阳能飞机持续飞行23天，历经全球17个站，累计26700多英里，开启了绿色能源技术的新篇章。利用太阳能作为航空器的驱动力，这显然已经不是什么新鲜事了。科幻文学和电影中的此类设定比比皆是，具有极强的科学预见性。比如去年热映的科幻大片《火星救援》中，庞大的“赫尔墨斯号”就是运用多块巨大的太阳能帆板供能的。而《星际穿越》片头出现的那架印度无人机，也是凭借机翼上安装的太阳能板，才在空中持续飞行了数十年之久。

　　实际上早在1964年，阿瑟·克拉克的《太阳帆船》就引起了美国国家航空航天局的高度关注。小说记录了一次险象迭生的太阳帆船竞赛，选手们驾驶到赤道二万二千英里高空的轨道上绕地球航行，借助太阳风的力量逐渐到达所谓“第二宇宙速度”，继而飞向太空，第一个飘过月球的人获胜。太空船的密封舱被悬索系在宽大而轻薄的太阳帆上，这种帆由一种含铝塑料薄膜制成，宽两平方英里，重约两吨，却能采集十磅的太阳辐射压力。当飞船张开帆时，阳光在宛若明镜的表面上反射，绚丽多彩，千变万化，远看像是儿童的风筝，又像是闪着银光的蜘蛛网。它能够最大限度地采集太阳光辐射从而获得动能。关于太阳帆的构想成为最为经典的航空器之一，屡屡在后来的科幻文学和电影中重现。如《星球大战前传：克隆人的进攻》（2002）中，杜库伯爵驾驶太阳帆船，依靠星际间的高能粒子风作为推动力，极速离开吉奥诺西斯星球。而《阿凡达》（2009）中带领主角到达潘多拉星球的，也是一艘扬着一大片太阳能光帆的巨型飞船。刘慈欣《三体III：死神永生》（2010）的“阶梯计划”，同样以辐射帆飞船作为飞向三体舰队的首选。而当科幻烛照现实，目前最成功的太阳帆试验是日本2010年发射的“伊卡洛斯”号试验太阳帆。

　　科学or脑洞：

　　飞向太空的一万种驱动方式

　　在科幻的异想世界里，飞向太空至少存在一万种驱动方式。然而，在尚未成为现实之前，这些丰富的想象常常被视作一种“脑洞”。除了为大家所熟知的阿西莫夫《基地》系列中的反重力引擎，还有一种神奇的“黑洞引擎”，能造出所谓“球形闪电黑洞”，通过延长后者的存活时间，借助其蒸发来为太空飞行提供动力。令人慨叹不已的是，这个概念是物理学家约翰·惠勒在1955年提出来的。而直到伽马射线激光被发现，并成功用于制造小型的球形闪电黑洞，这种驱动力一直被视为天方夜谭。

　　无独有偶，最出名的“脑洞”之一还属《星际迷航》系列影片里的超光速星际旅行。为了实现这一终极飞天梦想，影片设计了一种曲率驱动飞船，它的工作原理可参考广义相对论，当能量和物质的张力达到一定值时，时空将被拉伸，光线弯曲，这时曲率驱动的航迹就宛如一面哈哈镜，透过它观察后方天体将呈现出一种扭曲效果。而当飞船进入所谓“曲速泡”，则可以突破光速，实现超光速的星际旅行。不仅如此，影片还在曲率驱动器前方安置了一种专门收集和转化正反物质的“巴萨德氢收集器”，进一步加速这一过程。和“曲速泡”裹挟飞船进行超光速航行类似，动画片《机动战舰》里出现的“超真空引擎”将制造出一片超越真空的“人造真空”，可以将飞船本身拉到任何地方。

　　这种瞬间移动的设计同样出现在《银河系漫游指南》系列小说中。和亚瑟·克拉克、刘慈欣这类硬科幻作家不同，道格拉斯·亚当斯在作品里展现的更多是天马行空的科幻想象力。他构想了一种“无限非概率状态”，这种状态当然毫无科学依据，但在小说里，却使得制造一座“无限非概率驱动”的飞船成为可能。在亚当斯的设定中，坐上这座命名为“黄金之心”的飞船就像拥有了一座哆唻A梦的任意门，可以瞬间到达宇宙任何地方。值得一提的是，因为坏消息总是传得最快，在该系列的第五本书中，还出现了一个宇宙最快的引擎，亚当斯将其命名为“坏消息引擎”。联想到百年前科幻先驱凡尔纳曾设想用炮弹把人射到月球上去，这些文学脑洞让我们慨叹：梦想总是要有的，万一实现了呢！