《人類如何前往距地4．37光年的類地行星》閱讀題目和答案

　　在距離地球個4.37光年外的“半人馬座”，很可能存在著一顆適宜生命的類地行星——阿爾法星。人類如果想要前往這顆行星上生活，透過什麼方式才能夠）匝利抵達呢？

　　或許反物質發動機可以被用來提供動力，其動力來自於反物質與物質相互湮滅時釋放出的巨大能量。然而，這種反物質發動機的問題在於如何在航行中產生足夠多的反物質並將其儲存下來。科幻小說作家、美國宇航局物理學家傑弗裡·蘭迪斯說：“目前，所有制造反物質的方法都需要大型粒子加速器，並且產生的反物質還為數不多。此外，如果要儲存一克反物質的話，則需要一噸磁鐵。儲存大量反物質的想法聽上去非常輕鬆，但是實施起來卻不那麼輕鬆了。這個設想目前還未被推翻，一點反物質就可以幫我們一個大忙。”

　　英國著名物理學家施蒂芬·霍金此前曾表示，人類未來必將會離開太陽系尋找別的可生存行星，反物質能源將是星際旅行中、船的主要動力。霍金說：‘利用物質／反物質對沖產生的能量，可使飛船達到亞光速。這樣我們僅需六年就能夠飛抵最近的恆星。”反物質推進被看作是恆星際航行中極有前途的方式。根據愛因斯坦相對論能量定律，利用物質一一反物質湮沒反應能把質量全部轉變成動能，因此最大限度地發揮了物質的潛能。

　　物理學家羅伯特·布沙德則提出另一個設想，就是使用電磁場，透過吸收純氫來為核動力火箭提供燃料。把核燃料做成很多細小的顆粒——“微型氫彈”，然後透過鐳射或者粒子束加熱到極高溫度並引起爆炸，產生的衝擊波和粒子流將形成反作用推力。逐個點燃“微型氫彈”可獲得脈動式的持續推力。不幸的是，布沙德的這種噴氣弓】擎可能無法工作。蘭迪斯說：“星際媒介並不如布沙德想像的那麼密集。到目前為止，所有嘗試設計某種噴氣引擎的想法產生的都是後拖力而不是後推力。況且，我們並不真正瞭解如何利用星際中的純氫作為聚變燃料。這個主意雖然不錯，卻不現實。”

　　光航行可能是另一種方法一一依靠光束提供的輕微推力進行輕便的反射航行。光航行並不只是利用來自太陽的大量光能，它還利用了鐳射束提供額外推進力，尤其是在飛船航行到距離太陽較遠處時。藉助鐳射進行星際航行的問題在於，需要在很長時間中使用大量的光，以在人的壽命期間迅速抵達半人馬座阿爾法星，這意味著需要在整個航行過程中一直使用大量高能鐳射。

　　與傳統的化學推進方式相比，鐳射推進最突出的優點是不需攜帶燃料。航天器在大氣層中飛行時，只需對空氣加熱，穿越大氣層後，只需少量工作物質即可工作。自20世紀邊60年代初期出現鐳射器以來，由於鐳射推進巨大的潛在優勢，美國、俄羅斯、德國等發達國家聯合攻關，在鐳射推進領域進行了不懈的努力。目前美、俄等國已經提出並製造出了鐳射光船，並把鐳射推進作為運載工具優先考慮的目標。據預測，如果新一代大功率鐳射器的研製能夠取得突破，到2015年前後，利用鐳射推進系統可將數百千克的小衛星送入軌道。

　　6．下列對文中描述的星際航行方式的表述不正確的一項是

　　A．安裝利用物質/反物質對沖以提供動力的反物質發動機的星際飛船，其速度可接近光速。

　　B．因為反物質潛能巨大，反物質推進被看作恆星際航行的極有效方式。

　　C．用電磁場吸收純氫作為燃料的核動力火箭，其動力來源於眾多微型“氫彈”的爆炸所形成的反作用推力。

　　D．光航行，即可利用太陽光能，也可利用星際飛船上安裝的鐳射器產生的鐳射束提供的推進力進行反射航行。

　　7．下列對幾種星際航行方式優劣的判斷，不正確的一項是

　　A．進行同等距離的星際飛行時，安裝反物質發動機的飛船所需的反物質的量遠低於傳統的化學推進方式所需的能源量，但反物質的獲取和儲存卻面臨著一些問題。

　　B．使用電磁場來為核動力火箭提供燃料的方式，其優勢之一在於不需預先攜帶純氫燃料，

　　而是從星際空間中吸取，但它的噴氣引擎可能無法工作。

　　C．之所以把鐳射推進作為發展恆星際運載工具優先考慮的目標，就是因為它不需要攜帶任何燃料，且極易成為現實。

　　D．物理學家羅伯特·布沙德的設想盡管不錯，但是還有一時難以解決的問題：到目前為止，所有嘗試設計某種噴氣引擎的想法所產生的都是後拖力。

　　8．下列表述完全符合原文意思的一項是

　　A 儲存大量反物質的設想雖然目前還未被推翻，但實施起來卻不那麼容易。

　　B．英國物理學家斯蒂芬·霍金的利用反物質能源的設想，遭到了美國科幻小說作家傑弗裡·一迪斯的質疑和否定。

　　C．星際空間中純氫的密集度並不如布沙德想像的那樣，而且對利用這些純氫作為核聚變燃料的問題，人們也並不真正瞭解。

　　D．光航行式星際飛船要在人的壽命期間迅速抵達半人馬座阿爾法星，需要長時間地大量地使用高能鐳射，而現有的鐳射器顯然還滿足不了這個要求。

　　9．根據原文提供的資訊，下列推斷正確的一項是

　　人從現有科學技術的熟練程度看，光航行是人類星際航行方式的首選，也必將是人類抵達阿爾法星的第一種航行方式。

　　B．再過七年左右，新一代大功率鐳射器的研製就能夠取得突破，那時人類就可以開始星際航行了。

　　C．由於物質／反物質對沖能最大限度地發揮物質的潛能，反物質能源將被作為恆星際飛船的主要動力，所以星際飛船安裝反物質發動機將是人類未來的必然選擇。

　　D．透過與文中所述的'這幾種恆星際航行方式的比較，可以感覺到傳統火箭主要有速度和燃料兩大不足。

　　參考答案：

　　6．B（“反物質潛能巨大”錯誤，是物質/反物質對沖產生的能量巨大） 7．C （“不需要攜帶燃料”只是其最突出的優點，而不是成為優先考慮目標的全部原因；“極易成為現實”也有錯誤，因為它也有難於突破的問題—“藉助鐳射進行星際航行的問題在於……”） 8．D（ A“未被推翻”的是用“反物質發動機提供動力”的設想。B沒有質疑和否定。C“純氫的密度”錯，原文是“星際媒介”。從語境看，“星際媒介”絕非“純氫”。應大體相當於螺旋槳推動輪船前進所需要的水，噴氣發動機推動飛機所需要的空氣。因其“密度”太低，不能給噴氣引擎提供足夠的反作用力，所以產生的是後拖力而非後推力。） 9．D（從與幾種“設想”的比較中可推知 A“必將是……第一種方式”不對， B“研製能夠取得突破”原文只是假設而不是肯定，“開始星際航行”錯，人類的星際航行早在登上月球時就有了，C“反物質能源將被作為恆星際飛船的主要動力”只是霍金等人的看法，“未來的必然選擇”太絕對。）