千万不要错过这份星际航行旅程攻略
在《宇航员的星际旅行指南》中，我讨论了现有的以及规划中的星际航行技术。
大多数情况下，星际旅行花费的时间都取决于你选择的轨道。一般来说，这个轨道的形状是个大弧，起点是发射时地球的位置，终点则是目标星球的位置。这段弧的长度往往数倍于地球和目标星球之间的直线距离。为了节约燃料，天文学家们通常会让航天器先经过内行星，然后借助木星的引力进入“弹弓轨道”，到达更远的地方。这需要一圈又一圈地重复，因此会大大增加任务时间。为了简化计算，我们不妨假设轨道是在地球与目标行星之间距离最小时的那条直线。
下表给出了在不同速度下抵达某个星球所需的时间，这样读者们可以有个直观的感受。
航天飞机自然不能离开环绕地球的轨道，但是它的速度是人造航天器的典型值。从“亚特兰蒂斯”号航天飞机上发射的“伽利略”号木星探测器，其速度是航天飞机的两倍。火箭起飞时，巨大的化学发动机将航天器推动到正确的轨道上，航天器的航行时间主要取决于这个过程。但是也有一些不同与此的技术（指不同于借助化学反应提供动量的化学发动机技术），同样被使用了几十年。
离子推进技术允许发动机对航天器进行持续几个月的全天二十四小时的持续加速，主要有低功率推进和高功率推进两种。环绕地球的人造卫星通常借助离子发动机来维持轨道。NASA（美国国家航空航天局）在“深空1号”和“黎明”号这两个探测器上也使用了离子推进发动机，在这些低功率的离子发动机持续几千个日日夜夜的推进下，“黎明”号先后进入了环绕谷神星和灶神星的探测轨道并展开研究，而“深空1号”则得以对博雷利彗星和9969号小行星布雷尔进行探测研究。
起码从理论上说，太阳帆的速度最终将等于太阳风的速度（500km/s），工程师们希望这一技术可以早日进行空间测试。
如你所见，凭借目前我们的星际航行技术，到达冥王星需要近十年的时间。也许再过一百年，如果人类有这种迫切的星际探索需求的话，这个时间会被缩短到一年以内。
假设：离子发动机的推力是恒定的，A为0.1磅 ， B为1磅，考虑额外的减速过程，离子发动机可以在两年内把航天器加速到最高速度；太阳帆的速度是450km/s，或一百万英里每小时。
我们还可以借助发动机喷气的速度来衡量航天器最高速度。发动机喷气速度和比冲这个重要的工程参数有关。比冲=喷气速度/地表重力加速度，例如比冲为250s 的火箭发动机，其最大喷气速度为250s×9.8m/s2= 2.4 km/s。因为火箭载荷的速度不可能比喷出气体还快，所以我们可以通过火箭发动机的比冲来比较星际航行所需的时间。
下表中，我假设火箭在从地球到目标星球之间加速度恒定，航程中的后半段以相同大小的加速度进行减速。
相关的方程是：
距离=1/2×加速度×时间2
速度=加速度×时间
其中，距离的单位是米（m），时间单位是秒（s），速度单位米每秒（m/s），加速度是米每二次方秒（m/s2）。
如果我们设计了一个加速度a = 0.05 m/s2的航天器A，那么我们只需要24天就可以从地球到达火星。倘若还有个加速度a = 0.2 m/s2的航天器C，那么我们到达火星只需要8天！工程实际上，想要让航天器C在8天内到达火星，那么其比冲要达到34000s。
如果以相同的加速度达到冥王星，则需要68天，并且在第34天时航天器将达到最高速度2900km/s。这已经远远超过了发动机喷出气体的最高速度，折合成所需比冲的话，则需300000s。这也远远超出了火箭发动机所能提供的300s的比冲，所以我们需要寻求一种新的技术让星际旅行变得更现实。可是，无论我们带上多大的燃料罐，也不能提供足够航天器带着载荷与燃料到达目的地所需的速度。 我们必须使用能大大提高喷气速度的技术。
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3. Dr. Odenwald's- astronomycafe- various means(Cepheid_Lew
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