“普罗米修斯”计划可以追溯到1991年海湾战争之时，只是因为战争需要耗费巨资而搁浅。美国国家航空航天局已经得到5亿美元的研究经费，用于今后5年小型核能发动机的研究。安装这种小型核能发动机的宇宙飞船，速度之快可以在两个月内从地球飞达火星。人们不仅要问，安装这种小型核能发动机的宇宙飞船能实现恒星际宇宙航行吗？除了核能发动机，科学家还在研究别的火箭发动机吗？

　　星际航程何其遥远 用品

　　距我们大约9光年的恒星群中有称之为全天最亮的星――大犬座的天狼星，仅在地球与天狼星间往返一次就要18年的时间。然而，如果有速度达到光速99.99999999％的宇宙飞船的话，往返一次却只要2小时15分钟。

　　因此，只要宇宙飞船的速度越来越接近光速，那么地球人前往宇宙空间旅行的范围就能无限地扩大。可是，在目前条件下，这样的宇宙飞船能造出来吗？

　　现在一般使用的燃烧化学燃料的宇宙火箭，不可能完成宇宙航行的使命，因为它的速度太慢！

　　利用航天飞机不能实现恒星际宇宙飞行。如果前往离太阳最近的半人马座γ星的恒星际宇宙飞行能够成功，我们就能得到解开宇宙年龄等宇宙之谜的大量线索。但是航天飞机这样的化学燃料火箭加速度为1.7G，也就是只有地球重力1.7倍的加速能力。使用航天飞机要用10年时间到达4.3光年之遥的半人马座γ星，必须持续加速两个月以上，这是不可能的。为了持续加速两个月，航天飞机就得装载更多的燃料，这使它的重量之大以至根本离不开发射台。

　　不仅如此，为了用10年时间到达半人马座γ星，必须维持0.5倍以上的光速，然而随着接近光速，等在前面的一个难关便出现了，这就是“爱因斯坦狭义相对论”指出的速度越快质量越大的规律。当速度达到光速的0.75倍左右时，质量将变成1.5倍。由于质量增大推进力即使加大也无法加速，所以航天飞机必须造得尽可能轻些。

　　在恒星际宇宙飞行的情况下，需要的能量与今天的一般飞行相比简直是天壤之别。如果要让载人宇宙飞船以三分之一的光速飞行，就需要相当于让全世界发电厂工作几年的能量。如果采用原子反应堆，单位质量燃料的推进力将增大1000万倍。理论上说，可以期待的办法是用激光束照射核燃料在燃烧室内发生核聚变反应。但是为此就得建造相当复杂的反应堆，技术上是十分困难的。基于上述理由，根本不能考虑使用化学燃料火箭去实现恒星际宇宙飞行。即使美国正在研制中的以原子反应堆产生热能加速氢为其反作用力飞行的原子火箭，也难以胜任这样的使命。

　　因此，只有一种火箭可能中选，那就是一位德国科学家在1953年提出的光子火箭。光子火箭的构造是这样的：在火箭的尾端装置了巨大的反射镜，在正对其焦点的位置上使这种反应进行。这种反射镜必须具有安全的反射率，否则在强烈光束的作用下，火箭体就会被熔化掉。对这种光子宇宙飞船来说，未能解决的问题实在太多了，可是谁也不敢断言人类将来某一天不可能造出这种飞行器来。所谓光子就是构成光的粒子，当然具有宇宙间最高的速度。德国科学家研究的就是光子猛烈的喷射所推进的光子火箭。这种光子火箭在理论上极接近光速，从而可称为最终的飞行器。

　　可是，今天我们尚不知这种光子火箭的宇宙飞船的建造方法。首先，因为光子的反作用力极其微小，作为火箭的推力来利用，就必须造成非常猛烈的光子的喷射，而光子的来源就成了难题。

　　研究中的反物质火箭

　　美国物理学家杰拉德.史密斯近十几年来一直在追寻反物质，全心贯注于用磁场把反物质“囚禁”于一种特殊容器中。史密斯此举的目的是利用反物质，将反物质作为燃料用于亚光速宇宙飞船。依靠最新的技术成果，认为实现恒星际宇宙飞行是可能的科学家不只史密斯一人，他们提出了从搭载原子反应堆、反物质反应堆的载人飞船，到利用激光束和粒子束加速到亚光速的探测器等形形色色的方案。恒星际宇宙飞行，直到今天仍只是科幻小说、电影中的情节。现在为数不少的科学家开始探讨这种可能性，并着手设计宇宙飞船。当然，他们中一些人只是异想天开，实现的可能性不大，但是利用反物质和激光束等来实现恒星际宇宙飞行的设想，将来很有可能成为现实。

　　杰拉得.史密斯认为，反物质能够带来解决问题的办法。反质子和正电子一类反物质，就存在于物理学家的身边。在各种各样的粒子中，存在着一类除电性相反而具有共同性质的反粒子，各种成对的粒子与反粒子一旦相遇，在释放出γ射线和π中间子及极大能量的同时将同归于尽。杰拉得.史密斯注意到成对的粒子与反粒子消失时释放的极大能量，理论上说，粒子与反粒子消失时产生的能量是核裂变和核聚变的100倍。要把一般质量为1000千克的宇宙飞船加速到0.1倍光速，经计算只需9千克的反物质燃料就够了。不过情况并不这么乐观。

　　问题之一是，怎样才能把反物质富集起来。杰拉得.史密斯在其中从事研究的位于瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心，在那里的巨型加速器中，10分钟里产生10亿个反质子。然而反质子以0.1倍光速（不可思议的高速）飞迸，要捕捉住它们谈何容易。史密斯在反质子的前方设置全金属箔和气体，以降低反质子的速度，力图将反质子封闭在一个用磁场构成的容器内。如果他成功了，10分钟里就能富集到100万个左右的反质子。遗憾的是，100万个反质子作为火箭燃料实在是杯水车薪微不足道，而且这项工作得不断反复进行，即便如此仍存在两个难题。

　　首先，反物质是带电性的粒子，彼此会产生排斥力，反物质的密度越高，用来约束反物质的磁场强度就越大，这就需要能让磁场强度之大超乎想象的超导材料，于是杰拉得.史密斯想到，让反质子与正电质子结合“制造”反氢原子，由于反氢原子不带电荷，就不需要形成超强磁场的超导材料了。

　　1996年1月，德国、意大利、瑞士等国科学家组成的国际研究小组宣布，他们利用欧洲核子研究中心的加速器，成功地制造出反氢原子。他们让反质子以高速运动，与氙气碰撞产生电子和正电子，在正电子与反质子速度相当的情况下，就能组成反氢原子。在他们的实验中，反氢原子约存在了40纳秒（1纳秒为十亿分之一秒）。

　　其次是数量的问题。即使建造高效率、规模巨大的反物质生产厂，要生产1克反物质就需要长得异乎寻常的时间。前面提到的国际研究小组在欧洲核子研究中心制造反氢原子，在三个星期的实验中只制造出9个，即使有了杰拉得.史密斯提出的10年内或许能问世的设施，每年也只能生产出1微克反物质，要把9千克反物质火箭燃料弄到手，必须得90亿年。

　　90亿年后，人类打算前往的目的地恒星还存在与否都不好说了。看来只利用反物质让火箭飞行的念头得放弃了。杰拉得.史密斯又提出，能否把反物质利用于核裂变和核聚变反应呢？如果利用反物质就能实现装置的小型化，让火箭便于搭载。利用反物质连续几天引发每秒钟一次相当150吨 T NT当量的小爆炸，三年时间就可以

　　把载人宇宙飞船送上冥王星。

　　采用太阳帆如何

　　杰拉得.史密斯的设想说到底，都是依靠使用燃料的火箭实现恒星际宇宙飞行。对他的设想提出质疑的人们中有一个人便是波普.佛沃德。波普?佛沃德受美国航空航天局的委托，进行利用反物质可行性的研究。反物质火箭必须使搭载的反物质发生反应，将超高温能量向火箭后方喷出。波普?佛沃德的结论是，对反物质火箭来说，火箭的质量和发动机的耐热性是根本问题所在。

　　1960年，佛沃德第一次提出了撑开巨大的铝箔制成的帆，利用太阳风推进飞行――“乘坐”从太阳不断喷发出的带电粒子流，也就是“坐蹭车”的“太阳帆”的构想。但是利用太阳帆在恒星际间飞行存在重大的缺陷。离开太阳系后，带电粒子流便变得稀薄，宇宙飞船在“无风”的状态下会停驶，利用太阳帆前往其他恒星显然是不可能的。

　　稍后，佛沃德了解到利用红宝石产生的激光比太阳光更明亮，于是他又产生了一个新念头：用激光束鼓起宇宙飞船的光帆由此获得推进力。由于激光束几乎不会发散，激光束可以从太阳系中射出，所以能够实行必要的操纵和管理，设备的更新也有了可能。更重要的是，宇宙飞船再没有搭载燃料的必要了，宇宙飞船便能造得更轻。在加速到亚光速的情况下，宇宙飞船的质量不大是一个了不起的优势。

　　为了把宇宙飞船送至半人马座γ星，得用激光束加速约一年，使宇宙飞船的速度达到光速的三分之一左右，此后切断激光束，宇宙飞船转入惯性飞行。在接近半人马座γ星时，光帆的外圈逐次断开，形成同心圆状的三部分，把光帆的最外侧移至宇宙飞船的前部，同时再次发射强大的激光束，于是宇宙飞船后部的光帆便被罩在强光之中，宇宙飞船便获得了制动力。当然，来自宇宙飞船身后的激光束仍照射在光帆上构成推进力。但是宇宙飞船外侧的光帆面积是内侧两个光帆面积的9倍，制动力比推进力起到更大的作用。对半人马座γ星的探测结束准备踏上归途，处在中间的环状光帆被取下，此时光帆仍在反射激光束，并使宇宙飞船获得与来路相反的推进力得以飞返地球。

　　美中不足的是，虽然具有无须搭载燃料的优点，但是宇宙飞船依靠激光束获得的推进力实在小得无济于事，于是优点便被这缺陷抵消了。要利用激光束来实现恒星际飞行，就必须有更强有力的激光束，光帆也必须大得超出想象。

　　佛沃德认为，在水星轨道上利用太阳能设置约1000台激光发射装置，如果把这些激光束用巨型装置合为一股，那么不开发巨型激光发射装置也行。不过要获得必要的推进力，理想的激光发射装置要比现在利用太阳能的激光发射装置强大1000亿倍！而且还得在土星附近设置巨大的透镜，以纠正激光束的发散。光帆的直径必须达到1000公里之巨，真是一个想入非非的计划。对于佛沃德的雄心壮志，美国明尼苏达大学的数学家埃得?贝尔布鲁诺说了这么一番话：“即使让质量为1000千克的无人探测器飞行，就需要直径1000公里的光帆和巨大的透镜，这简直是异想天开。”

　　粒子束对单程飞行有效

　　贝尔布鲁诺强调，利用激光束的设想存在难以解决的难题，他更关心粒子束。重粒子，比如质子，它没有光的速度却有质量，对于推进力而言，有质量的质子比没有质量的光子更有效。

　　提出“粒子束设想”的是霍普.萨普林和达纳.安得留，他们说，宇宙飞船的光帆采用超导体制成的巨环更有效。超导体环可形成面包圈状的磁场，粒子束射向磁场就会产生推进力。

　　可用在小行星上设置的核聚变反应堆，超高温加热而等离子体化的气体，向一定方向喷射获得粒子束。

　　粒子束的缺点是很容易扩散――由于粒子之间彼此碰撞使粒子束扩散，距离增大效率就会降低，但是仍比激光束更具推进力。根据安得留的计算，他的“粒子束设想”只需使用佛沃德构想所需能量的六分之一，就能把载人宇宙飞船加速到三分之一的光速。不过，他也遇到了难题――宇宙飞船的乘员必须耐受高达1000G的加速度。“粒子束设想”还有一个重大的不足，前往恒星这样遥远的地方去，根本不可能传递能量，也就是说有去无回。

　　贝尔布鲁诺坚持认为，目前用粒子束发送无人探测器是可能的。贝尔布鲁诺现在正在构想针尖大小的探测器，要是探测器只有1克质量，以亚光速飞行，质量就是增加也不是什么大不了的事。但是针尖这么小的东西要是丢失不见了怎么办呢？能在那上面搭载通讯装置什么的吗？

　　此外，也有人提出了利用连接黑洞和白洞的“虫洞”，以及使用反重力让时间发生弯曲高速移动等方案。近来形形色色五花八门的方案更是层出不穷。在古希腊神话中，普罗米修斯因为为人类盗来天火，被锁链钉在高加索的山岩上。“普罗米修斯”计划的本意或许是要在未来某个时候，为人类找到一种可靠有效的飞向遥远恒星系的交通工具，而不是有人推测的那样，是为了眼前的军事目的，如果是前者，那么我们不妨给予期待。