张唯诚

1.太阳光帆

2019年6月12日，一艘太阳光帆航天器“光帆”二号发射升空，在地球轨道上展开了一面32平方米的帆。这种帆表面十分光滑平整，能依靠太阳光产生的压力获得推力。由于在宇宙中运行的航天器处于失重状态，又无空气阻力，所以轻微的推力就可以使它加速，最终达到相当高的速度，从而飞向宇宙深空。有时也可辅以激光照射使它飞得更快更远。在“光帆”二号之前，人们已经试验了好几艘光帆航天器，如“宇宙”一号、“伊卡洛斯”号、“纳米飞行-D”等。这表明，光帆这种此前只得到理论证明的太空“推进器”正在走向实际应用的大舞台。

2.太阳风帆

太阳除了释放太阳光外，也释放太阳风。太阳风是太阳外层大气中的电子和质子流，可作用于帆上从而产生推力，所以人们也研制了使用太阳风为动力的航天器。这种航天器的帆是一面太阳风帆，但也可以是一个类似地球磁气圈的磁泡，相当于一面肉眼看不见的太阳风帆。在太阳风的推动下，磁泡会带动太空船漂向遥远的宇宙深空。

3.离子引擎

离子引擎通过电子轰击气态原子产生离子，离子经电压加速，形成高速喷射离子流，从而推动航天器前进。离子引擎的推力非常小，但长时间工作能使飞船获得有效的加速。这种引擎已进入实用阶段，在“深空”一号上进行了测试。离子引擎可望把航天器加速到50千米每秒，但要用于真正的深空飞行，这种引擎还需进一步改进和完善。

4.星际冲压引擎

构想中的星际冲压引擎利用强大的磁场直接从星际介质中提取氢气以作为核聚变引擎的燃料。使用这种方法，星际飞船可以被加速到接近光速。像太阳帆一样，这种太空船也不用携带推进剂，但比太阳帆飞得更快。不过这种引擎目前还只是一个概念，离实际的应用比前述的太阳帆和离子引擎还远得多。

5.曲率驱动引擎

更理想的太空引擎是能够达到甚至超过光速的引擎。科学家设想，一种具有负质量的“特异物质”可以扭曲时空，造成飞船前方空间收缩，后方空间膨胀，从而使飞船在不违背相对论的情况下超光速飞行。这就是“曲率驱动引擎”。此前人们认为突破光速的飞行是不可能的，一切物体的运行速度都要受光速的限制。但在“曲率驱动”的概念下，时空以超光速移动，所以太空船就可以超光速飞行，只是打造一种能压缩和膨胀时空的技术绝非易事，因此“曲率驱动”在目前還只是一个概念。