自從人類看到天空的那一天起，就在幻想飛上去看看那是一個怎樣的世界。尤其在現代天文學乃至航天學建立之後，在具備了太空探索的基本能力後，更加對其他星球充滿了嚮往。可是，當我們實實在在展開太空探索時，才發現自己的能力有麼有限。目前人類發射的所有探測器中，飛出最遠的就是旅行者1號，目前距離我們也只有223億公里。這個數字看似非常驚人，但它距離比鄰星仍然非常遙遠，需要7-10萬年才能到達。在太空中，人類探測器比烏龜還慢。
?（圖片說明：1997年卡西尼號探測器升空畫面，目前人類的火箭發射仍然完全依賴於化學燃料）
我們也不必過於失望，雖然現在的探測器還非常慢，但我們目前已經掌握了4種可以達到更加驚人速度的方法。只不過，這些方法目前仍然不成熟。一旦其中一個能夠實現突破，那麼我們飛出太陽系的那一天也指日可待了。核動力火箭雖然人類的探測器已經開始嘗試利用核裂變的方式發電了，但想利用核能給整個火箭供電，仍然還只是個概念。目前來說，火箭燃料還是以液氫較為常見，另外如甲烷、偏二甲肼等也都有使用。總之，我們仍然是依靠化學反應來給火箭提供動力。
?（圖片說明：美國國家點火設施，專門研究人造太陽，即可控核聚變）
我們知道，這樣的反應所提供的能量非常有限，因為其能量來源不過是化學鍵重新組合所產生的能量差。而一個原子99.95%的能量都集中在原子核中，如果我們能利用這些能量，那麼將會大大提升火箭的速度。沒錯，這就是核反應。根據愛因斯坦的質能方程，1公斤化學物質反應釋放的能量大約相當於1毫克的質量，而如果是利用中子轟擊鈾使其裂變的話，則可以獲得相當於955毫克質量的能量，幾乎是化學燃料的1000倍。想一想TNT炸藥和原子彈威力的區別，就更容易理解二者之間的巨大差距了。
這還只是核裂變。如果我們能夠利用核聚變來提供能量，那麼火箭能夠獲得的動力就更加可觀了。想一想，核聚變可是氫彈的基本原理！如果是1公斤的氫聚變為氦，那麼我們獲得的能量將相當於7.5克的質量，非常驚人！如果我們能夠利用核聚變的原理來給火箭加速，那麼它能獲得的加速時長將遠遠超過現在的一切燃料，這可以讓我們用幾百年甚至幾十年就抵達比鄰星。不過，目前我們的核聚變還沒有發展成熟，無法實現可控的核聚變反應，這也是全世界各個國家正在全力攻克的難題。前不久，媒體剛剛報導了人類第一座核聚變反應堆展開建設，預計在2025年建成。不過，如此巨大的反應堆肯定不能用在火箭上，至於火箭什麼時候能夠用上小型的核聚變反應堆，目前也不得而知，有人認為要等到2100年。反物質
同樣是利用質能方程的原理，反物質比核聚變的能量轉化率高得多。或者我們可以誇張地說：對於反物質來說，無所謂什麼能量轉化率，因為它的原理就是把所有的物質轉化為能量，轉化率100%。反物質的原理非常簡單，一對相反的物質在一起會發生湮滅現象，完全變為能量。僅僅1克反物質與等量物質完全湮滅，就會產生1.8×10^14焦耳的能量，相當於3顆廣島原子彈，可見其威力有多麼巨大。如果我們能夠將這樣的能量利用在火箭上，產生的推力將相當驚人。但是，我們對於反物質的瞭解還比較有限，目前也無法真的在實踐中利用反物質，其主要難點集中在三個方面：
（圖片說明：歐洲核子研究中心反物質工廠）
- ?如何創造穩定的、中性的反物質；
- 怎樣將反物質與正常物質分開開來，實現對其的精確和長時間控制；
- 對反物質的批量生產，使其能夠在實踐中被人類利用。
目前來說，前兩個問題已經在一定程度上得到瞭解決。在歐洲核子研究中心的反物質工廠，科學家們已經嘗試將反質子與正電子結合，成功製造了反原子，實現了歷史性的突破。同時，他們能夠利用磁場和電場，將這些製備出來的反物質禁錮在遠離普通物質的位置，使其穩定存在了約1個小時。
（圖片說明：反物質火箭假想圖）
目前，我們唯一無法攻克的就是批量生產反物質。人們一直調侃，反物質是世界上最貴的物質，生產一克就需要至少幾千億美元。如果有一天我們實現了批量生產反物質，屆時我們對反物質的保存也將更加遊刃有餘。那麼，反物質火箭想必也不會太遠，它將通過令人震驚的強大推力，幫助我們探索這個宇宙。暗物質和反物質相比，暗物質就更加神秘了，目前沒有人知道暗物質到底是什麼，只知道它佔了全宇宙質量的85%左右。
（圖片說明：雖然目前還不瞭解本質，但我們知道暗物質在銀河系內廣泛分佈，甚至也出現在了太陽系）
有些人認為，暗物質的本質也是一種玻色子，而且有一點非常特別：它就是自己的反物質。他們相信，雖然概率並不高，但是在很少的情況下，它們會自己之間發生湮滅現象，從而提供大量的能量，為火箭提供動力。在宇宙中，很多遙遠的星系中心都有著驚人的伽馬射線暴。不同的科學家對這些伽馬射線的來源給出了不同的見解，其中一些就按照剛才我們提到的理論來分析，認為這股強大的能量就來自於暗物質之間的湮滅。如果我們將它利用在火箭上，那麼同樣可以實現速度的飛躍。同時，由於暗物質在銀河系隨處可見，我們不需要補充能量，完全可以就地取材，持續加速。
而且，如果真的可以不攜帶燃料，那麼人類的太空探索將實現更多的“不可能”。火箭可以在不超過光速的條件下無限加速，極大地擴展我們的探索範圍。不過，這個想法目前仍然只是個想法，它首先依賴於暗物質的特性，必須要滿足上面我們提到的這個猜想。如果暗物質被證明並不具備這個特性，那麼前面說的一切都沒有意義。即使我們有一天證明了暗物質有這樣的性質，也仍然需要解決其他一些問題，如：如何促進反物質之間的湮滅；如何引導能量的釋放方向，確保火箭按照我們需要的方向前進；怎樣有效地控制反應的速率和規模，讓火箭能夠按照我們的要求運行。
太陽帆太陽帆的概念早在幾百年前就被提起，著名天體物理學家開普勒在看到彗星後，發現太陽有一種讓彗星的彗尾甩向某側的力量，認為這可以幫助人類的工具穿越空間。到了前幾年，著名物理學家霍金曾經鼎力支持的突破攝星計畫，也是以太陽帆為基礎，希望能夠通過這種方式實現在20年內抵達比鄰星的驚人速度。據介紹，它甚至可以使探測器達到20%的光速甚至更快。現在我們知道，太陽帆的動力源來自於一種叫做光壓的力量。由於太陽光不會斷，所以太陽帆也可以持續飛行。而為了獲得更大的推力，太陽帆必須足夠大，甚至達到幾百米甚至幾千米的直徑。好在宇宙中天體的距離都非常遙遠，所以完全不必擔心太陽帆會撞到什麼天體。
?（圖片說明：目前最有望接近光速的動力模式——太陽帆）
目前來說，世界各國也都在嘗試研發太陽帆，比如今年年初，我國的天帆一號就成功實現了展開，但距離真正的使用還有著非常遙遠的距離。另外，美國行星協會的光帆2號在去年6月份發射升空，目前也在進行著相關實驗。太陽帆的難點在於如何製造如此巨大的帆，以及如何通過有效的摺疊和展開手段實現它的運行。它目前還無法載人，因為強大的加速度會讓人體崩潰。另外，加速到接近光速後，太陽帆如何減速也是一個問題。與此同時，我們還必須要有更加先進的材料，讓它變得更薄，才能獲得更輕的質量以實現更大的速度。目前來說，石墨烯是最好的選擇。不過，人類何時能夠廣泛、批量地生產石墨烯並加以靈活應用，仍然是個未知數。
?（圖片說明：太陽帆概念圖）
總結人類的夢想，是星辰和大海。我們希望能夠衝出太陽系，看一看外面的宇宙。對於現在的人類來說，前往火星這麼近的距離尚且要半年之久。但我相信，隨著人類科技的不斷突破，我們真的可以到比鄰星去看一看。目前來看，核聚變動力和太陽帆看起來還是比較有可能最先實現的。至於未來是否會有更加創新的技術出現，那就不得而知了。如果人類真的可以衝出太陽系，你最希望先去拜訪的是哪顆天體呢？
