以人类现有的航天技术，在宇宙里航行1光年要多久？

世上唯一的武器就是快！我们中国人早就明白这个道理。航空航天科学家拼命追求速度。从莱特兄弟的飞机上天，到戈达德的第一颗液体火箭，再到第一颗人造卫星，速度一直在提升！

人类航天已经走过了半个多世纪。这么久了，以现在的技术，飞一光年的距离需要多长时间？

一光年，最快的火箭需要多长时间？

一光年以人类的技术水平来说还是有点远，因为这是光一年走的距离，光速是299792458m/s。按照儒略年365.25天计算，一光年的距离为9460730472580800米。这个距离有多远？

太阳系的边缘大约是40-50天文单位。人类最快的探测器需要9年半才能到达冥王星，光到达太阳系边缘只需5.53-6.92小时。1977年发射的航海者一号和航海者二号中，航海者一号飞得最远，经过43年的飞行，现在距离地球大约152个天文单位！

从光到这个距离只需要21个小时左右，但是旅者却像蜗牛一样飞了43.3年！那么一光年有多长呢？我们算一下直线距离吧，因为NASA的新视野号和航海者号离开太阳系的时候都是螺旋轨道，但是一光年的路程用不了多长时间！

旅行者的速度有多快？

旅行者在离开地球速度时相对太阳的速度约为36公里/秒（地球轨道为30公里/秒，半人马火箭约为6公里/秒），但其速度随着时间的推移而变慢它在太阳系向外运动会比较慢，到达木星轨道时只剩下10公里/秒，但在受到木星引力弹弓的加速后，速度会增加18公里/秒，速度在土星上会继续减少，但是土星的引力弹弓会增加更多的速度，继续以大约30公里/秒的速度飞向外太阳系！

但是越往外速度越慢。当它距离太阳大约152个天文单位时，它的速度已经降低到16.9公里/秒。这个速度很容易和太阳系的逃逸速度混淆，所以请注意，这不是太阳系的逃逸速度，因为离太阳的距离不同，逃逸速度是不同的。

然后我们就可以计算时间了。一光年大约需要17,751.3488年，即旅行者飞行一光年需要17,700年，而新视野号相对于太阳的速度仅为14.52公里/秒，比旅行者航海者号还快一号比较慢，而航海者二号大约是每秒15.2公里，所以用人类最快的速度飞行器飞越1光年需要17700年！

为什么这么久，有没有更快的速度？

方法还是有的，只是比较难！要理解为什么会这样，首先要了解火箭技术。现代火箭技术诞生于1926年戈达德试射的第一枚液体火箭，结构上没有大的变化。都是燃料和氧化剂，还有燃烧。房间！

唯一改变的就是增加了涡轮和各种气体循环，所以比冲有了很大的提升。这里不得不提一下比冲的概念：火箭发动机单位重量的推进剂产生的冲量很简单。要理解就是比冲越高，火箭的燃料利用率就越高。两枚相同燃料、相同结构、相同重量的火箭同时发射，会比燃料全部燃烧后的火箭飞得更快！

比如不对称二甲基肼和四氧化二氮的火箭，比冲在260左右（比如长征三号甲YF-21C），液氧煤油可以达到300以上（RD180可以达到311），氢气，氧气机器可以达到400多。当然，这不仅与燃料有关，还与燃气发生器的循环有关。另外材质跟喷管和涡轮有关，但最重要的是燃料差别太大了！

联盟号运载火箭的助推级使用四台RD-107发动机

很简单，温度越高，排气速度越高，燃料利用率越高，所以NB发动机多吗？当然有！

离子电推进火箭发动机

从燃料成分来看，能量比很难大幅度提高，所以提高排气速度也是有可能的。离子电推进是将排气速度从每秒数千米提高到数百公里甚至数千公里！这样一来，不仅燃油利用率极高，还可以大大减少燃油达到同样的目的，这本身就减轻了发动机的负担，最终的速度可以更高！

但是离子电推进有个问题。虽然比冲极高，可以达到2000-3000，霍尔电推进也可以超过1000，但它的推力还是太小了。现在想做牛顿级推进的发动机还是不容易的，比如NASA-457M，功率50kw，推力接近3N。美国最大的霍尔电动推杆，功率102kw，推力5.4N。

这个推力用在深空探索上没有问题，但是不可能把飞船从地面推到近地轨道，所以还是需要用常规的化学火箭把飞船送到低空-先绕地球轨道，然后开电动推发动机，但是跑不了多远，因为102kw的电需要太阳能，在土星轨道上跑一圈就够了，还需要空间核反应堆出去！

除了电动推进器，还有太阳帆，利用光压和太阳风的动力。这有点夸张了，因为光压极小，需要超大面积才能获得足够的推力。总的来说，这种大张旗鼓的做法笔者并不看好。

然后就是未来的核聚变反应堆，可以加速到1%-10%的光速，所以一光年的距离只有10-100年，还是有希望的，如果它是曲速引擎，最快据说可以达到199516倍光速，跨越一光年只需要160秒。怎么样，够快吧！