但这一前提是我们已经掌握了可控核聚变技术,至少是氘 - 氘聚变技术,并且能够将其小型化,应用于宇宙飞船。然而,我们目前尚未实现可商业化的核聚变,甚至有可能永远无法实现。更重要的是,核聚变反应产生的能量需要转化为飞船尾部的推力,而飞船是由实际的材料制成的,这些材料无法承受高温而不熔化,因此飞船的最高速度可能会低于质量 - 能量转换或核聚变理论所暗示的速度。
我曾听到有人质疑,利用核聚变反应,我们能否实现超过 50 千米 / 秒的排气速度?要知道,这一速度还不到质量 - 能量转换率理论上应能达到的速度的百分之一。虽然我认为我们完全有能力实现更高的排气速度,但从现实角度来看,如果 50 千米 / 秒就是速度上限,那么通过推力本身所能达到的飞船最高速度大概也就是排气速度的三倍,即 150 千米 / 秒。不过,这一速度比 “帕克” 太阳探测器在向太阳飞行过程中借助引力助推所达到的速度还要略慢一些。所以,不要把 150 千米 / 秒看作是某种超级科幻的速度,它虽然很快,但光速是它的 2000 倍。接下来,我们要讨论的飞船速度范围就在这个水平,最高能达到这个速度的 20 倍,即光速的 1%。为了让大家有更直观的概念,300 千米 / 秒相当于光速的 0.1%,3000 千米 / 秒则相当于光速的 1%。我们通常会将千米 / 秒缩写为 km/s。
从比例角度来看,我并不担心无法达到 0.1% 光速(即 300 千米 / 秒)。这个速度限制更多是基于假设得出的 —— 或许我们会发现工程环境过于恶劣,无法建造出速度更快的飞船;又或者可能会出现一些意想不到的限制因素。此外,我们有很多提高速度的技巧,比如借助行星或恒星进行引力弹弓加速、用激光加速飞船并利用燃料减速,甚至在接近目的地时使用太阳帆 —— 在目的地附近安装相关设备,让太阳帆完成最终的减速,使飞船在目标恒星系统周围停泊。
不过,在速度显著提高的情况下,这些技巧中的很多效果都会大打折扣。以经典的太阳帆为例,利用太阳帆为飞船减速,关键在于恒星对太阳帆施加的能量以及这种能量能够持续的时间。如果飞船飞行速度过快,那么恒星对太阳帆施加能量的时间就会