星際旅行不僅是許多人孩提時期的幻想，更是科幻作品的常見題材，隨著火箭和太空探索技術不斷發展，有人甚至有了更大膽的想法：我們能殖民其它恆星嗎？或者稍微降低一點難度，能否至少發送一些太空探測器到其它行星上、藉此一窺外面的世界呢？

圖為“突破攝星”項目探測器抵達潛在的類地行星比鄰星b的概念圖。飛船光帆的一角可以看到代表激光的線條

從技術上來說，星際旅行和探索的確是有可能實現的，至少沒有物理法則直接否認這種可能性，但“有可能實現”並不意味著“很容易實現”，也許我們終其一生也無法見到這一日的來臨，更別提在本世紀結束之前實現了。簡而言之，星際旅行是塊很難啃的硬骨頭。

飛向外太空

要開展星際探索，首先要有足夠的耐心。我們已經發射了幾枚按逃逸軌道飛行的探測器，這意味著它們的目標是飛出太陽系，此生將永遠有去無回。

NASA的先驅號、旅行者號、以及新視野號任務都是如此，它們都已踏上了漫漫征程。如果將太陽系邊界定義為星系背景粒子和塵埃密度超過太陽風的界限，那麼旅行者號目前應該已經離開了太陽系。

因此好消息是，我們已經有了正在運行的星際空間探測器；但壞消息是，它們短時間內還無法抵達任何目的地。

每枚探測器的運行速度約為每小時幾十萬公里，聽上去似乎挺快的，但事實並非如此。它們並未瞄準某顆特定的恆星，因為它們的任務原本是探索太陽系內的行星。假設它們的目標是距地球最近的恆星比鄰星的話，大約要8萬年才能走完這段長約4光年的旅程。

NASA肯定沒準備這麼大的預算，況且這些探測器的核電池也堅持不了這麼長時間，最終這些探測器都會變成一塊塊毫無作用的金屬，在虛空中呼嘯而過。創造了這些太空垃圾也可以算是一項前無古人的“功績”，但和我們想像中的星際旅行顯然大相徑庭。

太空競速

星際飛行要想有所收穫，探測器必須飛得足夠快才行，至少要達到光速的十分之一。這樣一來，太空飛船隻要幾十年就能飛到比鄰星了，傳回的圖片也只要幾年就能到達地球，很多人有生之年都有機會一飽眼福。如果能讓項目參與者們做到“有始有終”，豈不是很好嗎？

宇宙飛船需要耗費大量能量才能達到這樣的速度。我們可以讓飛船以燃料的形式攜帶所需能量，但這樣一來，飛船就會過重，很難加速到所需速度，已經有人設計出了採用該模式的核動力飛船、並畫出了草圖，但這相當於在一艘飛船上攜帶數十萬顆核彈，顯然不切實際，因此我們還要想想別的辦法才行。

也許最好的辦法是，讓能量的源頭固定不動，然後在飛船行進過程中、設法將能量運送到飛船上。利用激光也許可以實現這一點，因為輻射很適合用於將能量從一處轉移到另一處，尤其適合長距離傳輸，這些能量隨後會被飛船捕獲，推動飛船向前運行。

這就是“突破攝星”項目的基本原理。該項目的目標是設計出一款能在幾十年內抵達鄰近恆星的宇宙飛船。簡單來說，該項目計劃在宇宙飛船上安裝一面反光率極高的大型太陽帆，將飛船送入繞地軌道，然後用一束功率達數百兆瓦的激光瞄準飛船，從而為其提供飛行動力。

問題是，一道100兆瓦的激光只能推動一個書包那麼重的物體。因此，假設我們用激光瞄準飛船10分鐘，為了讓飛船達到光速的十分之一，飛船的質量必須小於一克才行，和一枚回形針差不多重。

袖珍飛船

有了基本思路還不夠，實際操作才是最大的挑戰。100兆瓦的激光遠比我們目前造出過的激光功率高好多個數量級，相當於美國所有核電站發電功率的總和。

此外，飛船的質量不能超過一克，卻必須“五臟俱全”，攝像機、計算機、電源、電路、外殼、天線和光帆一個都不能缺。光帆的反光率還必須接近百分之百，因為哪怕它只吸收了一丁點激光輻射，也會將該能量轉化為熱能。在激光功率達100兆瓦的情況下，轉化的熱能會將飛船瞬間融化，這對飛船來說可不是什麼好事。

等設法加速到了光速的十分之一後，真正的旅程才剛剛開始。在接下來的40年裡，這艘小小的飛船將會經受來自星際空間的各種考驗，它會受到塵埃顆粒的高速沖擊，儘管這些顆粒很小，但運行速度極快，因此破壞力十分驚人。

此外，宇宙中各類天體都會發射由高能粒子構成的宇宙射線。飛船剛剛踏上旅途，就會受到這些宇宙射線永不停歇的轟炸，飛船內部精密的電路系統也會因此受到干擾。

那麼，“突破攝星”項目有可能實現嗎？從原理上來說是可以的。正如前文所說，沒有任何一條物理法則明確排除了這種可能性，但利用我們現有的技術（或短期內可能出現的新技術），星際旅行必將困難重重、甚至根本無法實現。我們真能造出這麼小、這麼輕的飛船嗎？我們真能造出如此強大的激光嗎？這樣的任務真的能經受住深空環境中的種種挑戰嗎？

對於這些問題，我們不能用簡單的“能”或“不能”來回答。真正的問題應當是：我們真的願意投入巨資、僅僅為了弄清這些可能性嗎？