以人類目前最快的飛行器，飛往距離地球最近的恆星，需要多久？

速度一直都是阻礙人類發展的巨大障礙。探測器要想擺脫地球的引力，速度必須要達到第二宇宙速度（11.2千米每秒）。而探測器要想從地球軌道往太陽系外飛，速度都必須要達到第三宇宙速度（16.7千米每秒）。

帕克探測器是人類發射的飛行速度最快的探測器，該探測器在近日點的速度最高曾達到192千米每秒，不過連光速的千分之一都不到。不過，帕克探測器超高的飛行速度只是在太陽引力的加速作用下產生的記錄。其實，當探測器接近大質量的天體時，速度都會加快。比如，朱諾號探測器在接近木星時的飛行速度也非常快，接近木星時最快的速度曾經達到73千米每秒。

     

在向太陽系外飛行的探測器中，新視野號應該是目前飛行速度最快的探測器，其在太空中飛行時最快速度曾達到21千米每秒。也就是說，目前探測器的飛行速度也就能夠達到第三宇宙速度。

     

目前飛得最遠的探測器是旅行者1號，正在以17千米每秒的速度遠離地球，現在距離地球大約220億公裡，以光速來算，大約距離地球20光時。旅行者1號發射於1977年，截止2020年，已經在太空中飛行了43年。雖然旅行者1號已經飛越了太陽風層頂，不過旅行者1號現在仍然處於太陽系之內，還沒有擺脫太陽的引力束縛。

     

目前人類的太空探測器普遍使用的是化學燃料，由於攜帶的燃料有限，為了提高探測器的飛行速度，普遍會使用引力彈弓效應進行加速。旅行者1號探測器就利用了木星帶行星的引力彈弓效應進行加速，不然很難達到第三宇宙速度。

     

上圖為探測器利用引力彈弓效應進行加速的示意圖

光速是宇宙中最快的速度。地球距離太陽1.5億公裡，光從太陽表面到達地球就需要8分多鐘。太陽系的半徑估計有一光年（1光年等於94600億公裡）。根據推測，海王星及柯伊伯帶天體之外應該還存在奧爾特雲，而一光年之外就完完全全是恆星際空間。

     

而距離太陽最近的恆星是比鄰星（當然也是距離地球最近的恆星），距離太陽大約4.2光年。光每秒能夠穿越30萬千米的茫茫太空，4.2光年是直線距離，就算以光速前行，至少也要4.2年才能到達比鄰星。

     

對於現有的航天技術而言，一光年其實非常遙遠，旅行者1號也才飛了0.0023光年。如果旅行者1號要前往比鄰星，以直線距離計算，都需要75000年。帕克探測器的最高速度為192千米每秒，是旅行者1號飛行速度的11.3倍，飛達比鄰星至少需要6600多年。一光年的距離，帕克探測器至少也要飛行1500年。

現在探測器通常是利用化學燃料燃燒向外噴射出工質做功產生推力，根據一些科學家的計算，化學燃料的極限推進速度是25千米每秒。要想星際航行，必須要使用新的能源，新的推進技術，否則永遠都只是夢想。目前最有希望的可能是離子推進技術，該技術還處於實驗狀態。

     

上圖為小型離子推進器的尾焰

可見，人類要突破一光年這個障礙，應該還需要好幾十年的時間。最近半個世紀裡，旅行者1號仍將是飛得最遠的探測器。