市政隧道

[拼音]：xingji hangxing

[英文]：interplanetary and interstellar navigation

星際航行包括行星際航行和恆星際航行。行星際航行是指太陽系內的航行，恆星際航行是指太陽系以外的恆星際空間的飛行。不載人行星際航行已經實現，而恆星際航行尚處於探索階段。如以冥王星的軌道作為太陽系的邊界，太陽系的半徑約為60億公里。除太陽外，離地球最近的恆星──半人馬座“比鄰星”的距離為4.22光年（1光年等於9.46×1012公里），約合40萬億公里，相當於地球到太陽之間距離的27萬倍，其他恆星和星系的距離則更遠。人們現在所能觀測到的宇宙範圍約為 100億光年。用現代火箭技術所能達到的速度（20公里/秒左右）可以飛出太陽系，但不能實現恆星際航行。因為以這個速度航行到最近的恆星“比鄰星”約需 65000年，到天狼星約需13萬年。航天器只有達到接近光速的速度，恆星際航行才有實際意義。要使航天器接近光速，必須把火箭的噴氣速度提高到接近光速的水平。但是即使利用氫聚變反應產生能量轉化為動能，噴氣速度也只能達到光速的5％。以這樣的噴氣速度使航天器速度達到0.8倍光速，則航天器起飛時的質量將為航天器質量的34.8億倍，這是無法實現的大質量比。

現階段航天中使用的化學火箭發動機、核火箭發動機和電火箭發動機的噴氣速度只有光速的幾萬分之一。設想中的有可能用於未來恆星際航行的推進系統的有：

（1）脈動式核聚變發動機：把核燃料做成很多細小的顆粒──“微型氫彈”，用鐳射或粒子束加熱到極高溫度，引起微型氫彈爆炸，產生衝擊波和粒子流，使其向一定方向噴射，產生反作用推力。逐個點燃“微型氫彈”可獲得脈動式的持續推力。

（2）星際衝壓式發動機：在恆星際航天器前面裝一個巨大的收集器，在航行中不斷吸入星際空間的氫，利用氫的同位素氘為核聚變發動機提供燃料。但是這樣的收集器據計算直徑將達到數千公里。有人設想在航天器前面造成一個大範圍的人工磁場，形成無形的收集器，用磁力線捕獲星際空間的氫離子。

（3）光子火箭發動機：根據著名的愛因斯坦質能公式:能量=質量×（光速）2，利用物質和反物質相互作用，其質量全部湮滅而轉化為光能。使質子與反質子在發動機中進行反應產生光子流，光子流以光的速度從火箭噴管噴出，產生反作用力，推動火箭前進，這就是光子火箭原理。光子火箭的設想早在1953年就提出來了，但是反物質的產生、貯存和使用，發動機的設計和控制，以及大面積反射鏡的製造都不是短時期內所能解決的問題。

根據愛因斯坦狹義相對論，在以接近光速飛行的航天器上，時間的程序遠比地球上慢，這個效應稱為時間延緩效應。設T是航天器上的時間，Te是地球上的時間，V是航天器的速度，C是光速，則有關係式：