在星际旅行中,我们可以像利用行星那样,通过 “掠日飞行”来获得更大的加速,但这种方式往往会让飞船承受极高的温度 —— 离恒星越近,获得的加速效果越好,但飞船受到的高温炙烤也越严重。
实际上,利用太阳帆进行掠日飞行时,我们可以通过在接近恒星时展开太阳帆来减少燃料消耗,这是一种引力弹弓与太阳帆结合的巧妙技巧。但这种技巧更适合在质量大但亮度低的天体周围实施。这意味着红巨星并不适合用于这种机动,但它们在另一种机动方式中会发挥重要作用,我们稍后会提到。
相比我们的太阳,甚至红巨星,红矮星是更好的选择,因为它们单位质量的亮度要低得多,而且是宇宙中最常见的恒星类型。然而,白矮星(宇宙中最常见的死亡恒星类型)更适合用于引力弹弓加速。大多数白矮星的质量约为太阳的一半(不过,一些形成白矮星的原始恒星质量比太阳大,有些白矮星的质量甚至超过太阳,例如天狼星 B),但白矮星的直径通常只有太阳的 1% 左右,亮度约为太阳的千分之一(不过具体亮度差异很大)。这意味着我们可以在距离白矮星非常近的地方进行飞行,利用其巨大的质量获得更大的加速,同时又不会让飞船被过度加热。
例如,如果飞船拥有一个设计精良的镜面表面,能够反射大部分辐射,那么它可以在距离一颗太阳质量的白矮星仅 3.8 万千米的范围内飞行并获得加速,而不会被烧毁。考虑到太阳的直径是这个距离的 18 倍,而且飞船相当于在白矮星的 “核心区域” 附近飞行,因此,飞船朝着天狼星 B 或其他附近的白矮星(在距离地球 20 光年范围内有几颗这样的白矮星,其中大多数比天狼星 B 更冷、更暗)加速飞行的设想是完全可行的。
通过这种方式,飞船可以借助白矮星的引力获得极高的速度,然后朝着银河系中目标区域附近的中子星或黑洞飞去。
中子星比白矮星稀有得多,据估计,整个银河系中大约只有 10 亿颗中子星,最近的中子星距离地球约 400 光年。而且,越古老的中子星亮度越低,因此也越安全,更适合用于引力弹弓加速。
黑洞则更为稀有,但整个银河系中至少也有 100 万个黑洞,它们的分布密度大约为每 1000 光年范围内就有一个。因此,我们可以利用这些黑