01传统火箭发动机——化学发动机。
1、化学发动机的工作原理
和喷气式飞机一样，运载火箭通过喷射高速气体获得动力。不同的是，在大气中飞行的飞机，通过发动机不断压缩吸入气道的空气，可以获得推力，但对于运载火箭来说，空气有些拉伸，很难产生足够的推力，更何况我们要去接近真空的外太空。因此，为了摆脱地球引力，运载火箭装载了大量的燃料和助燃剂，燃烧这些燃料产生的大量气体通过超音速喷嘴排出，可以将火箭推向天空，将航天器送入太空轨道。
2、化学发动机的缺点
化学燃料虽然效果突出，但缺点也很明显。最大的问题之一就是“大而重”。“大”是指燃料和助燃剂的总体积大，“重”是指会使火箭更重。这造成了一个困境——为了飞得更高更远，需要更多的燃料，但这反过来又使火箭更重，消耗更多的燃料。
到目前为止，人类推力最大的运载火箭是SaturnVV，当年为了把总重量约50吨的阿波罗飞船送入月球轨道，必须携带2721吨燃料和助燃剂，才能完全填满几个标准大小的游泳池。相比之下，火箭每个推进级的净重只有178吨。所以，虽然现实中的火箭是圆柱形的，但是所有部件的重量都是经过仔细考虑的。
02采用新能源的发动机技术
1、离子发动机技术
离子发动机与传统火箭发动机相似，只是燃烧室用电离室代替，喷出的气体用电离推进剂代替。在电磁场的作用下，电离子受到约束，高速喷出。由于离子发动机相对于冲量的优势，携带较少的推进剂可以获得相当大的加速效果。
1998年发射的美国宇航局探测器DeepSpace1是人类历史上第一艘使用这种推进方式的航天器。虽然在航行中遇到了一些技术问题，但还是成功探测到了CometBorrelly。
2、核动力发动机
除了离子发动机，核动力发动机也受到无数科幻作品的青睐。
与传统发动机相比，聚变发动机有优势。在巨大的比冲量之外，氢及其同位素氘是宇宙中最稀有的资源之一。无论是飞行时从太空收集的，还是大型气态星球上的大餐，燃料问题都可以解决。
然而，虽然核动力单人艇在未来世界已经变得司空见惯，但核动力发动机在现实中仍然没有实现。受物理和材料科学的限制，目前的可控核聚变不能随意释放能量，只有小型同位素电池或加热器才能在探测器上被称为核能。
03利用宇宙能量进行远行。
1、远航——光之帆
从15世纪开始，人类进入了大航海时代，帆船成为对未知航向挑战的象征。而且在宇宙大航海时代，太阳帆飞船，或称光帆飞船，在这里可以说是最接近于传统帆船的飞行器了。
在刘的科幻作品《三体》中，为了发射一架能尽快到达一光年之外正在向地球进发的三体舰队，于是人类提出了“天梯计划”。这个计划中的飞行器是一个带有巨大辐射帆的轻帆宇宙飞船。通过在预定的飞行轨道上依次引爆从地球到木星的近1000枚核弹，爆炸产生的辐射作用在光帆上带来持续的加速，最终追求极致轻量化的飞船达到光速的1%。
轻帆飞船不再是纸上谈兵，而是在现实中慢慢走向实用的解决方案。日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)于2010年发射的IKAROS航天器成功验证了使用轻帆作为唯一推进方式的可行性。
2、利用空间引力弹弓
爱因斯坦的广义相对论指出，一个巨大的物体可以弯曲它周围的空间。如果把行星或恒星等大质量物体比作金属球，把空间比作橡胶膜，那么金属球压在一个平整的橡胶膜上就会产生凹陷。如果此时有小球向金属球走去，小球的轨迹会弯曲，小球在向凹陷滚动的过程中会不断加速。这就是“引力弹弓”的基本原理——空间探测器绕过行星时，受到行星引力的影响，运动速度增加。
1977年9月5日发射的旅行者号探测器，在太阳系两大行星木星和土星引力加速后，获得了足够脱离太阳引力控制的动能。2013年9月12日，NASA正式宣布脱离太阳系，继续向无人深空迈进。
重量为3吨的土星探测器卡西尼号(Cassini)可以在6.7年内两次飞越金星，然后穿过地球和木星，并通过它们的重力加速，从而顺利到达目的地。
3、曲速航行
如果说引力弹弓利用了这个宇宙自然的“地形起伏”，那么曲速导航就是人类移山填海，主动出击。这里的“翘曲航行”，或者说曲率航行和翘曲空间，本质上是空间的主动弯曲。
电影《星际迷航》中的星舰企业号由曲速驱动。正负物质湮灭释放出的巨大能量产生了翘曲速度场，进一步改变了翘曲速度场周围的空间结构，使飞船进入翘曲速度导航，也就是看起来被空间中的波浪倍增，被空间波动向前推动。进入曲速导航后，飞船被曲速气泡包围，曲速气泡内部的空间没有扭曲。与扭曲速度气泡相比，飞船以亚光速飞行，但扭曲速度气泡本身相对于空间的移动速度可以超过光速。
实际上，我们至今还没有发现人造弯曲空间的有效方法，曲速飞船也仍然是个不错的概念。但这一概念吸引人之处在于，它可以实现真正意义上的空间压缩，大大缩短旅行时间，让旅行在星际星系之间变得更加真实。
就像现在高速铁路可以消除我们过去万水千山的重重阻隔一样，未来的“星际高速铁路网”正等待着用高速铁路技术建造起来。
结语：如过去的科幻小说中大胆的幻想中已有许多变成了现实一样，今天的科幻小说或许就是明天的现实。就让我们翘首以待，在这个日新月异的时代，迎接宇宙大航海时代的到来吧！
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