星际旅行的挑战

当前化学燃料的能量密度难以支撑星际航行的需求，而核聚变、反物质湮灭等新型能源技术尚处于理论或实验阶段‌。例如，反物质发动机理论上可释放巨大能量（1克反物质能量相当于4万吨TNT），但其制造、储存和安全性问题仍未解决‌。此外，核聚变反应堆的小型化与稳定运行也是实现长期星际航行的关键‌。

根据爱因斯坦相对论，光速是宇宙速度上限，但理论物理提出了曲率驱动引擎、虫洞穿梭等超光速构想‌。例如，曲率引擎通过压缩前方时空、扩张后方时空形成“时空泡”，理论上可实现接近光速万倍的移动，但能量需求远超当前技术水平‌。虫洞虽能缩短距离，但稳定性和可操控性仍是未解难题‌。

宇宙射线、微流星体撞击等威胁要求飞船材料具备超强抗辐射性和自我修复能力‌。例如，月球基地可作为资源补给站，利用氦-3等燃料降低地球发射成本，但月球尘埃对设备的磨损问题仍待解决‌。高能粒子防护层需兼顾轻量化与防护效率，目前材料科学尚未达到理想水平‌。

星际航行需数十年甚至数百年，封闭环境下的空气循环、水再生、食物供给系统必须高度自持‌。冷冻休眠技术可延缓生命代谢，但细胞冻结与复苏的技术风险尚未完全攻克‌。此外，长期微重力环境对人体的骨骼、肌肉和免疫系统的影响仍需进一步研究‌。

近光速飞行会导致飞船时间与地球时间不同步（双生子悖论），可能引发通信与任务协调的复杂性‌。同时，跨越数光年距离的导航需依赖高精度星际定位系统，而目前深空通信延迟（如比邻星信号需4.2年传回地球）使实时控制无法实现‌。