上一期我们讨论过由于宇宙天体之间巨大的距离以及生命体自然寿命的限制，使得“外星人”到访地球是几乎不可能的。宇宙中任何有形体的生命都是由物质组成，构成他们身体的原子分子都一定受到物理规律的支配。读者在留言中提出是否存在“超物质”的生物（不用受到自然规律的支配），是否存在“折叠空间”（或者称为高维度，空间旅行就不用跨越漫长的距离），但笔者更觉得这样的概念应该出现在科幻小说这样的文学作品中，而本公众号中的文章都是基于能重复能观测的实验和数据来讨论的。

其实对于空间旅行，除了天体距离和生命体寿命的限制，还存在燃料能量消耗和与星际物质（碎石尘埃）发生碰撞的风险。推动质量庞大的航天器要消耗巨量的燃料，而高速飞行的航天器一旦与星际物质碰撞，后果往往是毁灭性的。本文先讨论航天器能量消耗的话题。

我们知道，美国“哥伦比亚”号航天飞机在1981年4月12日首次发射，是美国最老的航天飞机。“哥伦比亚”号机舱长18米，能装运36吨重的货物。航天飞机外形象一架大型三角翼飞机，机尾装有三个主发动机，和一个巨大的推进剂外贮箱，里面装着几百吨重的液氧、液氢燃料。它附在机身腹部，供给航天飞机燃料进入太空轨道；外贮箱两边各有一枚固体燃料助推火箭。整个组合装置重约2000吨。

要注意的是，耗费几百吨重的燃料只是把这个约2000吨航天器送入环绕地球的太空轨道。倘若要将它发射到太阳系的其他行星，甚至是飞出太阳系作星际旅行，那需要的能量会更多。据估算，“哥伦比亚”号航天飞机发射过程中，它两分钟消耗的能量相当于87,000个普通家庭一整天的燃料开销。

但这也只是一个2000吨级航天器升空发射的能量消耗情况。对于漫长的星际旅行（假设“外星人”从遥远星系飞往地球），情况又会如何呢？首先，作长途空间旅行的航天器一定会更加庞大（比如需要携带更多燃料和各种科学仪器）。其次，就算外星人有非常先进的冷冻技术，把身体冷冻保存在仪器中来克服漫长的星际旅行，但这种仪器本身是需要能量供给来维持运作的。（需要说明的是，人体冷冻技术现今还是一种试验性的医学技术。目前还没有冷冻成功的例子，也没有实验能证明，在冷冻一段长时间后，细胞仍可以保存完好）

科幻小说中的人体冷冻技术

上一期文章我们讨论过半光速飞行的航天器从仙女座星系出发，需要花500万年才能到达地球。问题是，在500万年的时间内，维持这些冷冻仪器和整个飞船运行所需要的总能量会是一个难以想象的天文数字！携带大量燃料也就大幅增加飞船的（起飞）重量，飞船发射升空脱离母星引力场的难度也大大增加，而降低燃料的携带量又无法满足长途星际旅行的需要。

飞船在漫长的巡航阶段（比如上文提到的500万年）需要巨额能量维持设备仪器的不间断运作，克服引力场升空飞离母星也需要能量，但这还不是全部呢！在本文的末尾，笔者尝试给出一些数据（都是经过科学观测和计算的数据），来说明从能量消耗的角度，空间旅行面临着巨大困难。

驱动巨型航天器作高速飞行需要巨额能量

地球每秒钟从太阳接收的能量相当于3367个广岛原子弹的能量，约为1.85乘以10的17次方焦耳。一个10000吨的航天器要加速到光速的三分之二，根据动能公式，需要的能量约为2乘以10的17次方焦耳。这大概相当于太阳每秒钟辐射到地球的能量。想想如果要把这么多的能量以实体燃料的形式储存在飞船上，那要建多大的燃料仓才能满足需求！