星际航行之如何达到亚光速（一）

　　浩瀚无垠的宇宙，拥有无限可能。
　　人类自上世纪五十年代开启太空探索时代，我们从发射人造地球卫星，到登陆月球表面，发射大量的探测器前往太阳系其它行星，甚至于最远的一颗探测器——旅行者一号已经飞到了200多亿公里外，突破日光层（太阳风与星际物质的交界处），并进一步的向更深处前进。
　　但值得注意的一点，虽然人类发射了大量探测器进行宇宙研究，但人类自身去过的最远处，依旧停留在38万公里处，也就是我们的月球，登月已经是半个世纪前的事情了，人类什么时候才能再次踏上星际航行的征程呢？
　　虽然目前的技术水平不足以支撑星际航行，但这并不能阻止我们对此进行合理的畅想，由于星际航行的特殊性，相对论在这个层面上将会显的无比重要，因此在接下来的几篇文章中将会主要介绍在一个以亚光速航行的宇宙飞船，将会在途中遇到什么样的场景，也正好借此来做一个科普。星际航行中第一个遇到的难题就是速度问题
　　不同于我们现在的太空探索，已经大都是太阳系内的事情，因此不论是探测器还是宇宙飞船，对于它们的运行速度的要求，也都在第一宇宙速度和第二宇宙速度的范围之内，但这样的速度显然不能满足星际航行的要求，或者更应该说是远远不能满足。
　　宇宙的具体有多大，这个问题不好回答，但我们经常会提到一个可观测宇宙的概念，这是一个以观察为主要手段，定义出的一个宇宙，它的直径高达920亿光年，即便如此，也仅仅是真实宇宙中的一小部分而已。
　　对于星际航行来讲，太阳系只能作为我们的起点，甚至于银河系探索也不过是第一阶段而已，所以说想要在直径高达920亿光年的可观测宇宙中航行，速度是我们所面对的第一困难，实际上就是动力问题，如何才能让宇宙飞船拥有强大的动力呢？
　　按照人类的现有的成熟手段，飞船的动力无非是利用工质排出达到的，中间的原理就是动量守恒，关于这一点，早在上世纪初，前苏联的物理学家齐奥尔科夫斯基就已经给出了一个公式，被称为齐奥尔科夫斯基公式（还有个好听的名字叫做火箭方程）。
　　下图就是齐奥尔科夫斯基公式
　　其中u是火箭喷流的速度，M0是火箭发射前的总质量，Mv是飞行过程中的质量（也就是某个时刻中的火箭质量）
　　这个公式于1903年被齐奥尔科夫斯基提出，给出了飞行器处于无阻力状态下的质量与速度之间的关系，并且建议人们将来进行太空探索时，应该利用火箭进行升空以及在太空中航行，还论证了未来人类制造人造地球卫星、太空轨道站以及星际航行的可能性。
　　因此齐奥尔科夫斯基也被认为是现代宇宙航行学的奠基人，世界航天之父，他曾说过：＂地球是人类的摇篮，但人类不可能永远生活在摇篮里。＂
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