事实是，太空微陨石的威胁还不是未来深空载人飞行将要面对的唯一问题。随着载人飞行的空间飞行速度不断提升，比如执行火星飞行任务时，其他一些问题也必须引起重视，其中就包括宇航员的食物问题以及长期暴露在高剂量宇宙射线环境下可能引发的癌症风险。这些因素在短期太空飞行中都是可以基本忽略的，但在长期飞行中就无法忽视这些问题。

美国阿波罗-10号的三名宇航员是迄今飞行速度最快的人。但他们的这项纪录还能保持多久？

未来的太空旅行

我们对于速度的追求将为我们自己设置前所未有的障碍。将可能突破阿波罗10号速度记录的美国新型飞船的设计仍然将尽量采用经过验证的可靠技术和材料研制，以及基于化学推进的发动机系统，这是人类从第一次太空飞行至今一直采用的方案。然而这样的传统方案在速度方面存在严重的限制，因为其推进效率是非常低下的。

因此，为了实现人类火星飞行以及其他目的地的飞行任务的高效执行，科学家们认为有必要开发其他更加高效的推进系统。巴里表示：“今天我们所拥有的设备已经足够让我们到达那里，但我们仍然希望能够看到推进系统的一场革命。”

埃里克·戴维斯（Eric Davis）是设在美国德州奥斯丁的“高等研究所”的一名高级研究科学家，并参与了美国宇航局的“突破推进物理项目”，这是一项持续了6年时间，在2002年结束的技术研究计划。这项梳理出了3种最具有潜力的未来推进方案，这些方案基于传统物理学理论，并且一旦成功将可以让人类宇航员实现行星际航行。简单来说，这三种方案分别基于核裂变，核聚变以及反物质推进。

第一种方案的原理是分裂原子，就像在商业核电站中发生的那样。第二种方案则是聚变，合并原子核——这是恒星能源的来源，这项技术人类还尚未能实现可控，或许在未来50年内可以实现。戴维斯表示：“这样的技术非常先进，但仍然是基于传统物理学原理的，并且从原子时代的早期便已经被提出。”从乐观的角度估计，采用核裂变和核聚变技术的推进方案理论上将能够将飞船加速到光速的10%左右，也就是大约每小时1亿公里。

当然，最强大的推进方案是第三种，也就是利用正反物质的湮灭反应实现推进。物理学原理已经阐明，当普通物质与反物质相遇时将会发生湮灭反应并释放大量能量。今天，粒子物理学家们已经实现了对反物质的少量制造和储存。但要想制造出有实用意义的大量反物质粒子则仍然需要等待下一代的新型设备和技术，而要想将其转变为实际的飞船推进技术则将极大地考验人类的工程学技术。但戴维斯指出，目前工程师们已经提出了很多非常绝妙的设想方案。

如果使用反物质推进引擎，一艘宇宙飞船将能够在持续数月乃至数年的时间里不断加速，达到非常高速度的同时让过载量控制在一个宇航员可以承受的范围内。然而，如此惊人的高速将可能对人体产生全新的危险。

高速飞行风险

当人以每小时上亿公里的惊人高速飞行时，太空中的任何微粒，从氢气原子到微陨石，实际上都将变成对飞船可能产生威胁的“子弹”。亚瑟·爱德斯坦（Arthur Edelstein）表示：“当你以这样的高速飞行时，这些微粒相对你的速度将变得非常高。”亚瑟·爱德斯坦的父亲威廉·爱德斯坦（William Edelstein）在去世之前是美国约翰霍普金斯大学医学院的一名教授，这父子两人在2012年共同发表的一篇论文中阐述了太空中的氢原子对于高速飞船可能构成的风险。

尽管在深空环境下，空间内氢原子的密度仅有大约每立方厘米一个原子的水平，但这些原子可能会转变为强烈的辐射。当与高速飞船接触时，氢原子将会破裂形成许多亚原子粒子并穿透飞船，对宇航员和设备都会造成辐射伤害。当飞船速度达到光速的95%左右水平时，这样的辐射暴露将会达到致命的程度。另外以如此高速进行飞行的飞船还将面临加热问题，摩擦产生的高热几乎将会熔化任何现有的传统材料，而宇航员体内的水分将会沸腾，这些都将是极为棘手的问题。

在2012年的论文中，爱德斯坦父子提出了利用强大的“磁场报护罩”来保护飞船免受这种氢原子“雨”轰击的方案。但即便采用了磁场保护罩技术，飞船的飞行速度仍然不能超过大约光速的一半，如果超过，宇航员仍然将面临致命辐射危险。

马克·米尔斯（Marc Millis）曾经担任美国宇航局“突破推进物理项目”的主管。在他看来，爱德斯坦父子所提到的这种高速风险目前还根本没有到需要列入实际考虑的阶段。他说：“根据目前我们的物理学水平，要想达到光速的10%已经是非常困难的了。我们还没有达到将会出现危险的地步。打个比方，在我们都没有办法进到水里之前，我们还不需要担心溺水的问题。”

超越光速？

那么假设有一天我们真的学会了游泳，那么我们未来也会学会时空冲浪吗？或者说我们有没有可能达到超光速飞行？

关于超光速飞行的设想，尽管基本是基于猜想，但也并非是完全毫无根据的。其中的一种理论就是电影《星际迷航》中出现的所谓“曲率驱动”概念。从正式物理学角度来说，这种引擎的原理是“阿库别瑞驱动”（Alcubierre drive），其主要涉及对位于飞船前方，爱因斯坦理论中所描述正常时空进行压缩并在飞船后方将压缩的时空释放的过程。从本质上看，飞船此时是在时空的“团块”中前行，就像一个“曲率气泡”（warp bubble）。通过这种方式来突破光速的限制。在进行这样的时空跳跃期间，飞船本身仍然被安全地放置在自身的“正常时空”里，从而避免了对宇宙光速限制的违背。戴维斯表示：“如果说传统的飞行方式就像在水里游泳，那么阿库别瑞驱动就像是冲浪，在浪尖上前进。”

但实现这项技术面临的最重大问题就在于它将需要一种特殊的物质，其具有负质量，以用于压缩或膨胀时空。戴维斯表示：“物理学原理并不禁止负质量。但目前我们还尚未找到真实案例，在自然界中也从未观察到这样的案例。”另外一个问题，2012年澳大利亚悉尼大学的研究人员发表的一篇文章指出，在进行这样的飞行时，由于飞船所在的，拥有正常时空特征的“曲率气泡”将无法避免与宇宙中其他物质的接触，它将遭受严重的高能宇宙射线轰击。部分这样的宇宙射线将会进入气泡内部并产生致命辐射。

困在亚光速水平？

这样看来，因为我们生物学上的脆弱性，我们将会被永远地困在亚光速水平上吗？这个问题的答案将直接关系到我们人类是否有朝一日将能够在星系中自由航行，也关系到我们人类是否未来有可能成为一个强大的星系种族。假如按照爱德斯坦父子提出的一半光速的速度极限飞行，我们往返最近的恒星大约需要16年时间。并且根据相对论，以大约一般光速飞行的飞船，其经历的时间膨胀效应将不会非常显著。

但米尔斯对此仍然抱有希望。他认为随着人类开发出越来越先进的抗过载服以及微陨石防护技术，未来的人类将能够克服越来越高速飞行环境下将可能面临的困难。

他说：“