参考资料:

一.火箭推进器与光速航行

光子火箭发动机：根据著名的爱因斯坦质能公式:能量=质量×光速^2，利用物质和反物质相互作用，其质量全部湮灭而转化为光能。使质子与反质子在发动机中进行反应产生光子流,光子流以光的速度从火箭喷管喷出,产生反作用力，推动火箭前进。

超光速

反物质的产生、贮存和使用，发动机的设计和控制，以及大面积反射镜的制造都不是短时期内所能解决的问题。

星际穿越

根据爱因斯坦的狭义相对论（另一部著作为广义相对论），在以接近光速飞行的航天器上，时间的进程远比地球上慢，这个效应称为时间延缓效应。设T是航天器上的时间，Te是地球上的时间，V是航天器的速度，C是光速，则有关系式： 例如：当V=0.9C时，T=0.436Te；当V=0.9999995C时，按照这个效应航天器上的时间仅为地球上时间的千分之一。这样一来就有可能在人的寿命期限内完成一次往返遥远恒星天体的恒星际航行。（但是，霍金认为物体速度越快，本身质量越大。当速度接近光速时，质量会大的惊人。）

速度与质量

二.反物质储存

反物质是正常物质的反状态。当正反物质相遇时，双方就会相互湮灭抵消，发生爆炸并产生巨大能量。

反物质

反物质的来源：第一种来源在我们头顶之上的大气外层。在来自星际空间、充满电荷的宇宙线的轰击下，那里不断产生正电子。第二种来源则隐藏于放射性物质的原子中。某些不稳定的原子核拥有多余的质子，如钠22、溴35或碘122，实际上它们最终将衰变并释放出一个中微子、一个光子和一个正电子。第三种则是由雷暴制造。首先风暴云极化，然后雷电使云层突然去极化，大气中的电子突然发生喷射，接着产生伽马射线，最后伽马射线撞击大气中其它原子核，产生电子与反电子。

“企业号”飞船使用由物质—反物质湮灭产生的强大推力来获得超光速飞行速度。

企业号

1995年，欧洲核子研究中心（CERN）的科学家在实验室中制造出了世界上第一批反物质——反氢原子；1996年，费米国家加速器实验室成功制造出7个反氢原子。2000年9月18日，CERN成功制造出约5万个低能状态的反氢原子，这是人类首次在实验室条件下制造出大批量的反物质。2011年5月初，中国科学技术大学与美国科学家合作制造了迄今最重反物质粒子——反氦4。

粒子加速器

迄今为止，费米实验室的万亿电子伏特加速器（Tevatron）制造出的所有反质子加在一起只有15纳克（十亿分之一克）；而CERN制造的所有反质子加起来仅为1纳克；德国的电子同步加速器（DESY）制造的正电子加起来大约2纳克。即便所有这些反物质一次全部湮灭，它们产生的能量还不足以烧开一杯水。

根本的问题在于制造和存储反物质的效率以及成本，由于目前反物质是由加速器产生的高能粒子打击固定靶产生反粒子，再经减速合成的，此过程所需要的能量远大于湮灭作用所放出的能量，且生成反物质的速率极低：仅仅制造1克反物质就需要大约25×1015千瓦时的能量。因此，从生产成本考虑，反物质是世界上最贵的物质。

为了将冷却下来的原子控制在某个空间小区域内，必须使原子处在一个最小能量区域，即该区域内部原子势能有极小值，这个区域称为原子阱。

粒子碰撞

带电的反物质粒子，比如正电子和反质子能被保存在彭宁离子阱（Penning traps）内。这些设备可以被看成是小型加速器，依靠磁场和电场让粒子不与阱壁碰撞，使其呈螺旋形运动。据悉，目前，美国国家航空航天局（NASA）和宾夕法尼亚州立大学的科学家们已经能用彭宁离子阱存放1010个反质子一个星期。但彭宁离子阱对反氢原子等并不起作用，因为，反氢原子不带电，无法被电场“锁住”。相反，它们被保存在俗称的“亚普阱”内。

其实，地球的磁场也类似某类反物质阱。2011年，意大利一个科学团队利用一座宇宙射线探测器成功在范艾伦辐射带发现了反质子带，存在区域距离地球表面350至600公里，这一研究证实了地球磁场能“捕获”反质子的理论。

宇宙射线碰撞一般会产生正电子和反质子，但制造出一个反氦原子的可能性极低，因为这一过程需要大量能量。这意味着，即便只发现一个反氦核，就能成为宇宙某处存在大量反物质的坚实证据。这些物质是在宇宙大爆炸后产生的，它们的发现将成为认知当今宇宙的真正突破。

宇宙射线是一种很复杂的物质,而且分很多种类,传导或储备这种能源可能要用高分子材料,太阳能板远达不到这种要求,存储光能的物质是很复杂的,而且宇宙射线具有很大的破坏性,辐射高,将来人类可能用一种我们现在所不知道的新物质来解决这个问题.

宇宙射线

反物质推动飞船仍是长路漫漫

反物质潜在且十分诱人的用途是用来制造星际航行火箭的超级燃料。

科学家们早就发现，当反粒子和粒子在高能下碰撞而湮灭时，会释放出大量能量。而这种能量的释放率远远高于核弹、氢弹，大概几克产生的能量就相当于一枚战略核弹。

反物质爆炸

次原子粒子又称亚原子粒子，指结构比原子更小的粒子。所有原子都是由更小的“次原子”粒子所组成,包括电子、质子与中子。总的来说，次原子粒子可能是电子、中子、质子、介子、夸克、胶子光子等等。

宇宙线亦称为宇宙射线，是来自外太空的带电高能次原子粒子。

三.国际热核聚变实验堆（ITER）

“国际热核聚变实验堆（ITER）计划”是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一，建造约需10年，耗资50亿美元（1998年值）。ITER装置是一个能产生大规模核聚变反应的超导托克马克，俗称“人造太阳”。

EAST

2018年11月12日，从中科院合肥物质科学研究院获悉，有“人造太阳”之称的全超导托卡马克大科学装置EAST近期实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破，获得的实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件，朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步。

核聚变（nuclear fusion），又称核融合、融合反应、聚变反应或热核反应。核是指由质量小的原子，主要是指氘，在一定条件下（如超高温和高压），只有在极高的温度和压力下才能让核外电子摆脱原子核的束缚，让两个原子核能够互相吸引而碰撞到一起，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核（如氦），中子虽然质量比较大，但是由于中子不带电，因此也能够在这个碰撞过程中逃离原子核的束缚而释放出来，大量电子和中子的释放所表现出来的就是巨大的能量释放。这是一种核反应的形式。原子核中蕴藏巨大的能量，原子核的变化（从一种原子核变化为另外一种原子核）往往伴随着能量的释放。核聚变是核裂变相反的核反应形式。

核聚变

科学家正在努力研究可控核聚变，核聚变可能成为未来的能量来源。核聚变燃料可来源于海水和一些轻核，所以核聚变燃料是无穷无尽的。 人类已经可以实现不受控制的核聚变，如氢弹的爆炸。

2020/3/14-1（资料均来源于百度百科）

2020/4/14-2