[提要]发射星际宇宙飞船的技术可能不久就会实现。一台巨大的激光器有可能把某个探测器“吹”出太阳系，把它送往别的星系。
推动人类第一台探测其它星系的探测器，很可能不是从飞船尾部喷吐出裂变反应的大火，也很可能不是《星际旅行》小说中描述的那种反物质的闪烁着暗色光芒的缕缕青烟。我们派往比邻星阿尔发半人马座的机器人开路先锋，其旅行方式很可能跟发现新大陆的哥伦布一模一样：依靠风帆。飞往其它星系的第一台宇宙探测器很可能装有一具用蛛丝般的细铝丝制做的帆：宽四公里，重一吨。要么，它也可能是一张半智能的铝网，总重20克，直径一公里。
这种宇宙飞船，听起来倒像是幻想。不过，它们却很可能比布克 · 罗杰斯（Buck Rogers）式火箭的可能性更大。星际旅行可不是一件寻常小事。实际上，我们同其它星球之间的空间究竟有多大还难以说清。我们一向只用人类自身的规模来衡量距离，计算旅行时间：计算从家里到办公室的距离，衡量从伦敦到巴黎所花费的时间。我们在佩思（澳大利亚）的侄女尽管在地球的另一面，与她通话，实际上也是瞬间即可办到。
宇宙是浩瀚无垠的。地球上有许多人从来就没有离开过他们的出生地40公里。到目前为止，只有27人上过月球。那可是这个距离的一万倍，距地球将近四十万公里之遥。旅行者2号宇宙飞船最近加速飞过了太阳系的行星天王星，到1989年8月之后将飞往海王星，这段距离是我们同月亮距离的一万倍，就是说有四十亿公里。距离我们太阳系最近的恒星比邻星阿尔法半人马座又是这个数字的一万倍，即四十万亿公里，也就是4.3光年。旅行者2号将要按照每小时58，000公里的速度脱离太阳系，它将用八万多年才能飞完这个4.3光年的距离。在人类的有生之年，能够走完恒星际间距离的运输工具应比哪怕是最好的星际探测器也要快几千倍才行。
这种具有重大历史意义的恒星际飞行事业仍然要过几十年后才能得以实现。另一方面，只要做出大量的努力，我们在本世纪末即可达到这一目标。事实上，美国人眼下正在耗资几万亿美元致力于一项研究，以制造一种星际航行动力的主要部件——激光器。美国国防部认为它是所谓的星球大战，即战略防御优势的一个组成部分。但是，任何一个科学幻想小说迷都会看得出来，一台功率巨大的激光器，乃是一种常规的器具，从理论上，它能把一个星际航行探测器吹出我们的太阳系，送到其它星系中去。
在过去的25年中，人类已经开始研究星际旅行技术了。而且，这些工作的的确确存在着，至少有一个星际航行动力计划，名曰“核脉动推进”。这实在是一个具有幻想色彩的名称，它就是往宇宙飞船身后不断地扔氢弹，让它爆炸，来推动我们飞往天狼星（或者不管是什么地方），再返回地球。早在五十年代后期，在美国洛斯 · 阿拉姆斯（Los Alamos）国家实验室就最先进行过核脉动推进的研究。研究人员曾经想要设计一种在1968年飞往火星并且返回地球的方法。他们推出了一种称作“猎户星座”（Orion）号的宇宙飞船。它可以利用从飞船后方抛出的几百个小氢弹作动力。每颗氢弹爆炸时，它的小碎片都会轰出飞船后方的巨大推进板。一些巨大的震动吸收器便会把这种由爆炸产生的巨大脉动传给飞船的其它部分。猎户星座号就会这样被“轰”出空间，一直轰到目的地火星。
1968年并没有任何一艘核脉动宇宙飞船到达过火星；猎户星座号仍然停留在绘图板上。但是，在1968，年，一位富有想象力的英裔美国物理学家福瑞曼 · 戴森（Freeman Dyson）修正了猎户星座号提案，将其改成一台有人驾驶的星际航行宇宙探测器。戴森式的猎户星座号大约重达四十万吨，携带三十万枚一吨级的小氢弹。星际航行的猎户星座号也可以是一种两级式飞船，这样，它在接近目的星时便可以减慢速度。戴森曾经计算过，这种飞船的第一级可能必须重达一百六十万吨。荷载的几百名男男女女，以及维持他们和他们后代的一切必需品重约两万吨。戴森的星际航行宇宙飞船猎户星座号，可能算不上是飞往阿尔发半人马座的一艘快船。氢弹可以在这艘飞船的身后以每三秒钟一颗的速度爆炸，在五十天以后，就会将飞船按照一个恒重力加速度加速到光速的1/30。按照这一速度（每秒钟一万公里，即每小时三千六百万公里），到达其目的地有可能需要一百三十年的时间。当接近光速时，由于使时间显得迟滞了的相对作用，每小时三千六百万公里的这种缓慢速度是可以被忽略的。
猎户星座号是唯一可以在过去十几年中造成，发射出去的真正可行的星际航行运输工具。猎户星座号没能制造和发射有两个原因：其一是禁止核试验条约，它禁止人们在外层空间进行核爆炸；其二是有部分政治家科学家和工程师们对其缺乏浓厚的兴趣。在这两条原因之中，后一条更加重要。假如对建造猎户星座号感兴趣，就该能够找到一条绕过禁止核试验条约的通幽曲径。
“乘坐氢弹进行星际旅行”，现在好像不可能。但是，向其它星系（合乎道理地）发射高速宇宙探测器的技术，我们不久就可以掌握。这些星际航行探测器可以利用光子的压力驱动，就是说，在有些情况下是用一台微波激光器，或称微波激射器发出光子，而在另一种情况下则是用一种可见光激光器发出的。
利用一具微波激光器推进 - 架宇宙航行探测器的思想最初起源于福瑞曼。戴森。在1984年，罗伯特 · 弗沃德（Robert Forward）提出了一种使用先进的计算机技术的概念。这一成果取名“星束”（Starwisp）号。星束号只不过是一张由金属丝织成的六角形网帆，直径一公里，重量仅仅20克。每十万亿网眼交叉点都有一个微电子电路。这些半智能的小芯片不仅仅能够像在一台十万亿元件的并行处理超级计算机中的计算机元件那样工作，它们还对光非常敏感，具有针尖大小的照相机那样的功能。
一种超轻空间探测器
星束号的推进系统根本不是装在空间探测器上，倒似摆在“家里”呢！它是围绕地球轨道运行的太阳能动力卫星发出的一条200亿瓦的光束。由于星束号是那样地微妙，倒很可以在火星轨道之外的空间某一点制造。利用叫做菲涅尔（Fresnel）区域透镜的一种特殊透镜将这种微波束发射出来，会聚到光帆上。
这是一组巨大的透镜：其直径为五万公里，是地球的四倍。它也可以是隔一环空一环的复杂金属网环。这些环的半径是可调的，以使通过空环的微波能在菲涅尔区域透镜的会聚点上同相。
被会聚起来的微波束可以利用光子的压力将星束号加速，这种方法酷似地球上的风在推动一艘扬帆前进的船。十万亿个微型电路，就像是一些电子的帆索，操纵着网眼上金属丝的传导力，以求得到最佳反射。以大于地球重力加速度155倍的力量加速。仅仅在一周之后，星束号的速度就可以达到光速的五分之一。
17年之后，星束号就可以走完通往比邻星半人马座路程的四分之三。此项使命的下一阶段可以在使命控制者再次打开微波束时开始。巨大的能脉冲可以向这艘宇宙飞船源源不断地发出，在星束号到达目的地四年之后才到。这种光束尽管会发生散射，但是仍然很强大，足以打开星束号的十万亿个微型电路。这些电路将网眼帆的金属线作为微波天线，收集光束的能量。每个小电路都可以调整其内部时钟，使其与微波束同相。因此，其功能就像是这种人造眼球视网膜中的光感受器一样，十万亿个半智能的芯片能够分析来自比邻星阿尔发半人马座的天体的光。
按照每秒钟六万公里的速度，星束号将会创造最高速的飞行史。旅行者2号大约要花费一周的时间穿过土星的大卫星和光环，这段距离大约为八百万公里。星束号与仅仅四十个小时内就能够穿过比邻星阿尔法半人马座整个星系，其距离约有九十亿公里，相当于海王星的轨道长度。在这段时间，承受能量的星束号的超级芯片能产生每秒钟25幅的高清晰度的影像，接近于电视采用的帧扫描速度。网眼利用微波束产生的计时信息，可将自身作为一具定向天线，向地球传播数据。
星束号经过四年的飞行之后，几乎飞出比邻星系阿尔法半人马座一个光年。但是，其数据流却刚刚到达地球，在星束号发射四分之，一世纪之后，地球上的计算机才会把数字变成为图片，向人们展现出一个令人眼花缭乱的世界。如果星束号果真看到了某个有趣的行星，下一步就该发射出一个配备更好的光学成像系统和其它成套仪器的巨大探测器。这就要求有一个更加强有力的系统：一张“激光推进光帆”。我们称其为“星石”（Starlite）号。
“激光推进探测器”这一思想比起星束号来有点陈旧。康斯坦丁 · 齐奥耳可夫斯基（Konstantin Tsiolkovsky）是苏联的空间科学幻想家，早在1921年他就曾详细地论述过类似的事情。大约在洛斯 · 阿拉姆斯的研究人员正在设计猎户星座号的时候，1958年和1959年就曾进行过详细的研究。但是，这些研究是假设光子的压力来自于阳光，而不是来自激光器。1960年，休斯实验室公开了第一台激光器。罗伯特 · 弗瓦德（Robert Forward）当时就在那里工作。他认识到：激光器能够推动光帆走完星际航行的遥远路程。1962年，他就这一课题发表了第一篇论文。打那时起，若干论文便相继问世，因而这一思想便大大完善。
就像星束号一样，星石号也是十分庞大的。为了进行比邻星系阿尔法半人马座的飞行，星光号探测器可以有一张直径为3.6公里的帆，由大约为16毫微米（16×10-9米）厚的铝膜做成。这一厚度的铝膜能把照射在它上面的82%的光反射出来，只有4.5%的光穿透过去，其余的13.5%被吸收掉。这张帆连同它所带动的探测器，其质量可能约为1，000公斤。
推力来自于一台650亿瓦的激光器产生的光子压力。这台激光器可以设在地球轨道上，就像星束号探测器的动力系统那样，或者安放在接近环绕太阳的轨道上，那儿太阳的光通量较高。举例说，这种激光器的动力系统有10.6微米波长的二氧化碳放电激光器，或者波长为1.315微米的太阳能碘激光器。建造这样一台激光器可不是很容易的事。但是，这种装置的研制工作却已经由美国的战略防御优势工程的承包者们在实现。一台直径为1，000公里的菲涅尔区域透镜安放在土星和天王星轨道之间的站位固定点，它将把激光束会聚到星石号的光帆上面。
一台650亿瓦的激光器能够以每秒0.36米的加速度加速星石号，这一加速度等于地球重力加速度的4%。经过三年的连续加速，星石号的速度将达到光速的11%。在这一位置点上，该探测器与太阳的距离可能为0.17光年。当激光器在最后被切断时，其光束可能有3，8公里的直径，只比光帆本身宽出200米。星石号可能要在发射后40年才到达比邻星系阿尔法半人马座，是星束号到达那里的时间的两倍——尽管事实上星石号使用的激光器功率是前者的三倍。当然，其差别就在于探测器自身的质量大——20克与1，000公斤之比。但是，仪器设备较重的星石号探测器可能担负着更重要的任务：不仅仅是寻找肉眼看得见的行星。因此，用一般较大的星石号飞船才能把它们送到那里。
星际航行并非不可能
该探测器可能要花费同样的时间来减速，这个时间就像它加速到巡航速度那么长：1.6年。因而，按照地球上的时钟，要花上23.2年才能到达伊皮西隆波江星座，若是以其船载时钟计时：要用20.5年。
当我们大无畏的宇航员花上几年的时间探索伊皮西隆波江星座之后，就该掉头回家了。回航帆是会合帆最内里的一部分，直径有100公里，这时就该张扬起来了。320公里直径的外环帆可以翻转过来，将其反射面对着太阳系。10.8年之前从地球上发出的、被迟滞了三分之一的激光器发了1.6年之久的光，这时便会穿入伊皮西隆波江星座，射到张扬起来的环帆的反射面。这些光又会折回，射到回航帆的反射面上。这两张帆便都被加速，飞出伊皮西隆波江星座。回航帆和它系带的乘员舱也会以三分之一的重力加速度加速朝地球返回。
过20年之后，星石特别号便又会以二分之一的光速接近太阳系。激光能的最后一次猝发将使其停车。乘员可能距地球大约51年之遥，他们的年龄可能为46岁。
通过激光，或者微波激光器推进的光帆进行星际旅行，还没有实现。但是，它却没有违背任何一条物理学定律，根据在薄膜和激光动力的发生和传输领域中现行技术的完全合乎道理的工程推理，人们是可以获得成功的。它比常规的星际航行动力系统方案具有更大的优点。发动机摆在“家里”，——在太阳系，维护。修理以及做必要的改进都很容易。
也毫无疑问存在着巨大的工程难题。要建造硕大无比的轻量结构，要研制定向和跟踪系统；要设计如何利用环形光帆作为聚光透镜；而且，还要建造一次能为几个星期、几个月，乃至若干年产生几十亿瓦和万亿瓦级动力的激光器和微波激光器；所有这一切全都十分艰巨。
这却不是不可能的。最终可能研制出另外一些星际航行动力技术，它们的速度更快，质量更小，耗能更少，危险也更小。但事实仍然是，尽管星际航行可能很困难，它也并非是不可能的。以激光为动力的光帆有朝一日可能在人类的有生之年把我们送到其它星系中去，再返回地球。的确，有朝一日我们会乘上有光翼的星际飞机航行的。
[Neu Scientist，1986年10月2日]
——————
Robert L.F.ward博士是美国加里福尼亚州马里布（Malibu）休斯（Hughes）研究实验室的一位老资格科学家。他写了大量论述星际航行推进的论文，并据此写了三部科学幻想小说。Joel Davis是一位以美国华盛顿州奥林匹亚为基地的科学作家。他的一部最新作品名曰：《内啡呔：脑化学的新波》。