三体人的飞船被困在比邻星b上了？

比邻星是一颗红矮星，是一个三星系统中的一颗，也是距离我们最近的一颗恒星，著名科幻小说《三体》中的三体世界就是以此为原型的，当然现实宇宙中的三星系统没有小说中这么混沌了。2016年天文学家在比邻星的宜居带发现了一颗地球大小的行星，命名为比邻星b（关于这颗行星的介绍，我见我的另一篇文章https://www.jianshu.com/p/fa3a0216d578），当时小说《三体》还在大热，很多人开玩笑说，我们找到三体人的母星了。

最近，哈佛大学的 Abraham Loeb教授写了一篇文章，估计了一下利用我们现在的火箭技术在比邻星b上能否进行太空航行。我们人类的火箭技术是利用化学燃料，而所需的燃料总量是随着速度的指数次方增加的，粗略估计，利用化学燃料，我们的飞行器能达到的速度最高也就是几十公里每秒。非常“幸运”的是，我们地球的逃逸速度是11公里每秒，太阳系的逃逸速度是42公里每秒，因此我们人类有能力把飞行器送出地球甚至送出太阳系。那么在比邻星b上，又是怎样的情形呢？由于比邻星是一颗红矮星，它的光度远比太阳低，因此它的宜居带也更加靠近恒星，这种情况下会增加它的逃逸速度，虽然比邻星的质量远小于太阳。Loeb教授估计比邻星的逃逸速度大约是65公里每秒，想要达到这个逃逸速度，所需要的燃料必须是飞行器质量的几十亿倍，这就意味着如果要把1克重的飞行器发射到星际空间，所需要的燃料要上千吨，和我们发射航天飞机所需要的燃料差不多。因此很难想象比邻星b上的文明利用化学燃料发射一艘飞船到星际空间。当然，他们也可以精巧地设计飞船的航线，利用比邻星或者其它行星的引力获得加速，或者他们使用核能取代化学燃料，也可以使用像“突破摄星计划”所构想的光帆。

一颗假想的行星。图片来自NASA/Ames/JPL-Caltech

无独有偶，德国 Sonneberg天文台的Michael Hippke最近也做了一项类似的研究，他估计了在“超级地球”（super earth）上利用我们现在的化学燃料火箭发射飞行器的可能性。“超级地球”的质量最高可以到地球质量的十倍，我们已经发现了多颗超级地球位于宜居带，由于巨大的质量可以维持更厚的大气以保护生命不受宇宙中高能辐射的危害，“超级地球”被认为更适合生命的存在。但是，对于太空探索来说，巨大的质量无疑是一个噩梦。Hippke估计在“超级地球”上发射阿波罗号飞船所需要的燃料达到44万吨，因此对于“超级地球”上的文明来说，利用化学燃料发射这样的飞船几乎是不可能的事情。

可见我们人类是如此地“幸运”，我们能够更加“容易”地飞出地球，飞出太阳系，我们应该好好利用我们的“运气”，更多地探索广袤的宇宙空间。

参考资料：

https://www.universetoday.com/139052/the-challenges-of-an-alien-spaceflight-program-escaping-super-earths-and-red-dwarf-stars/

https://blogs.scientificamerican.com/observations/escape-from-proxima-b/