《三体》中四种宇宙飞船到达开普勒452B的时间测算

1. 断线风筝型——辐射帆飞船（DIAO丝级）

在《三体III》的“阶梯计划”中，人类举全球之力，发射了一艘辐射帆飞船，它先后承受了上千次核爆的力量，将云天明推往三体舰队的方向。

太阳光的力量十分微弱，但太阳帆提供的推力贵在持久。只要有阳光照耀，它就可以一直工作，在太阳光的压力下缓慢加速。日复一日，年复一年，太阳帆总有一天会达到惊人的高速度。

假如有一艘帆面7万平方米的太阳帆飞船，飞船质量是500千克，那么它离开地球轨道时每秒的速度增加值是1毫米/秒。但日积月累，等到抵达火星轨道时，时间才过去284天。算下来这个速度比许多化学火箭还要快。

结果：这种动力的飞船只能在太阳系内飞行，永远也到不了开普勒452B

1984年罗伯特-弗沃德做出的工程分析表明，进行长期太空飞行的最佳方法是向一个大型薄帆发射大功率激光。当激光帆采用整体式圆盘布局并搭载1吨的有效载荷时，能在20-100年内达到最大速度——光速的十分之一。

同样，达到目标后，可利用目标恒星的辐射进行减速。这样，辐射帆飞船的恒星际旅行就成为可能。

那理论估计，到达的开普勒452B的时间在1万5千年左右。

2. 循序渐进型——核动力飞船（人类级）

在探测三体舰队虚实的“阶梯计划”进行的同时，人类开始研究太阳系防御事宜。首当其冲的问题就是，用什么动力推进庞大的太空战舰？核聚变是当时人类最有可能掌握的高密度能源，该怎样使用核聚变能呢？

固守化学燃料火箭思路的航天界实力派主张研发工质推进飞船，以核聚变能推动有质量的工质，产生反推力推进飞船。而太空军则力主研发不需要工质的辐射驱动飞船。

这两者可谓天壤之别

无论是用氢还是盐水，工质核火箭都无法摆脱工质的束缚，太空军的灵魂人物章北海激愤地说：“工质推进飞船不过是个大火箭，要用超过三分之二的运载能力运载推进工质，且工质消耗很快，这种飞船只能以行星基地为依托，在太阳系内航行。这样做，是在重复甲午战争的悲剧，太阳系就是威海卫！”

最终出现在《三体》中的是装备惯性约束聚变发动机的无工质聚变宇宙飞船。——拥有最新一代的无工质聚变推进系统，全功率推进时，可以加速到光速的百分之十五。它的舰内生态循环系统十分完美，能够进行超长时间续航。

结果：如果最高可加速至光速的15%，需要1万年左右（注意：这是地球人的时间感受，根据狭义相对论，考虑到加速和减速的时间，飞船上的人时间感受在9000年左右）。

3. 不停加油型——反物质飞船（三体级）

巴萨德冲压发动机终于闪亮登场了！它利用巨大的电磁场作为“漏斗”来收集并压缩星际物质中的氢，飞船前方的漏斗吸入沿途的星际物质，极高的相对速度和磁场作用使反应物质在核反应腔中压缩，直到温度和密度足以发生核聚变。该飞船能够保持10米/秒2的加速度，不到一年时间，速度即可达到光速的77%。

三体飞船推进的动力是正反物质的湮灭，飞船前方有一个巨大的磁力场，形成一个漏斗形的磁罩，用于收集太空中的反物质粒子，这种收集过程十分缓慢，经过相当长的时间，才能得到供飞船进行一段时间加速的反物质数量，因此舰队的加速是间断进行的，很长时间的收集后才能进行一次。

在《三体》中，三体第一舰队正是使用了巴萨德冲压发动机，才能以十分之一光速飞行。

结果：如果使用这种技术的极限，加速至光速的75%，再考虑到收集反物质粒子所需要的时间，估计需要2000-3000年左右。（注意：考虑到加速和减速的时间，飞船上的人时间感受在1500年左右）。

4. 空间跳板型——曲率驱动飞船（终级）

“一艘处于太空中的飞船，如果能够用某种方式把它后面的一部分空间熨平，减小其曲率，那么飞船就会被前方曲率更大的空间拉过去，这就是曲率驱动。曲率驱动不可能像空间折叠那样瞬间到达目的地，但却有可能使飞船以无限接近光速的速度航行。”

空间曲率驱动是完全符合目前人类所掌握的物理规则的。所以，在《三体》中出现，也是完全符合“智子封锁下理论物理无法突破”这一基本设定。曲速引擎的原理是将空间拉伸，这与虫洞折叠空间正相反。

结果：三体中的曲率驱动是接近光速的，也就是需要1400年左右。（注意：考虑到加速和减速的时间，飞船上的人时间感受在2个星期）。

看了评价，补充两个问题：

第一. 三体的“星环号”的速度是多少？

目前我们只知道是几乎接近光速，但到底是多少呢？我想这个问题大刘是计算过了，只是书中只提供了计算结果：

“星环”号飞越太阳系到 DX3906 间的二百八十六光年只用了五十二个小时，但以亚光速从这个星系的边缘行驶到那颗类地行星，这仅仅六十个天文单位的路程却用了整整八天时间。

这个信息已经很充分了，根据时间转换公式

t′=52小时

t=2507020小时

V（飞船速度）=0.999989629C

第二、加减速问题

这个问题我在计算时确实估小了，

1.核动力飞船以15%的光速时：

V=0.15C

T=1400/15%=9333.33年

t′=9123年

设想要用50-200年加速，50-200年减速时间

那么整个旅程耗时：

地球时间：9500-10000年

飞船时间：9300-9800年

2.反物质飞船以75%的光速时：

V=0.75C

T=1400/75%=1866.66年

t′=816年

反物质飞船不仅要考虑加减速的时间，还要考虑收集反物质的时间

假定200年加速， 200年减速时间，收集反物质延误的时间200年

那么整个旅程耗时：

地球时间：2500年

飞船时间：1500年

3. “星环号”0.999989629C

t′=11天

加速时间可以不考虑，减速时间8天

那么整个旅程耗时：

地球时间：1400年

飞船时间：19天