你可能聽說過，即便在太空中撞上一顆小小的沙粒，也會讓飛船粉身碎骨。但實際上，這種說法幾乎完全是誇張的。一方麵，沙粒的大小和質量差異很大，相差可達約 1 萬倍。一般來說，對於飛船前端每平方米的麵積，在兩顆恆星之間的飛行過程中，預計隻會撞上一顆沙粒。太空確實非常空曠，有些區域甚至比其他區域更加空曠。星際塵埃和氣體密度的變化，與沙粒大小的差異類似。這種誇張說法部分是因為速度問題，但更多是因為忽略了大多數沙粒都非常微小，而且太空中的大多數區域，塵埃密度都很低。
以一顆質量為 1 微克的微小沙粒為例，當它以 300 千米 / 秒（即 0.1% 光速）的速度飛行時，碰撞產生的能量為 45 焦耳，略低於一個普通網球飛行時所攜帶的能量。
這些沙粒撞擊的區域麵積隻有 1 平方微米，因此該區域會受到一定程度的損壞。需要注意的是，1 微克質量的顆粒已經屬於星際塵埃中質量較小的範疇。我們可以通過加固飛船前端的設計，來應對這種程度的損壞，尤其是考慮到這種碰撞並非持續發生。飛船前端的防護板可能會受到撞擊而出現損傷，但在飛行過程中，我們可以對其進行拆除、修復和更換。
相反，如果一顆質量為 10 毫克的較大沙粒以 86% 光速（即 260000 千米 / 秒）的速度飛行，它所蘊含的潛在能量則高達 9000 億焦耳，是上述微小沙粒碰撞能量的 200 億倍，相當於約 215 噸 TNT 炸藥的爆炸威力。不用說，這樣的碰撞對飛船來說將是毀滅性的。而且，在星際飛行過程中，一艘尺寸相當的飛船前端很可能會遭遇這樣的碰撞。儘管太空很空曠，但還冇有空曠到完全不會發生這種情況的程度。
值得一提的是，以 86% 光速飛行時，由於相對論時間膨脹效應，從飛船乘員的視角來看，飛行時間會縮短一半。常規速度下需要 1000 年才能完成的 1 光年距離的飛行，以 86% 光速飛行的飛船隻需大約 1 年就能完成，而由於時間膨脹效應，乘員感受到的時間僅為大約 7 個月。顯然，這種高速飛行方式更為理想，但它至少需要消耗數百萬倍的能量，而且在飛行過程中還會遭遇相當於大型炸彈（有些甚至相當於核武器）的物體撞擊，無論是從經濟成本還是工程技術角度來看，都是一個風險極高的過程。
此外，當遇到像網球大小的太空岩石這類較大物體時，飛船的探測和反應時間也會大幅縮短。即便要探測到以 300 千米 / 秒速度飛行的網球大小的岩石並做出反應，難度也相當大。要知道，300 千米 / 秒的速度大約是普通飛機飛行速度的 1000 倍。因此，要想有 10 秒的時間來探測並應對這樣一塊岩石，就需要在 3000 千米（約 2000 英裡）之外發現它。要知道，這個距離相當於美國西海岸城市洛杉磯和舊金山之間的距離，對於我們這些生活在五大湖地區的人來說，這個距離非常遙遠。而且，我們需要在這麼遠的距離上探測到一個網球大小的物體。
再舉個例子，以 1% 光速的速度撞上一塊網球大小的岩石，產生的能量仍會高達數萬億焦耳（具體數值取決於岩石的構成以及碰撞方式），比剛纔提到的高速飛行的微小沙粒碰撞產生的能量還要大一些，但對於一艘擁有堅固前端防護的大型飛船來說，或許仍有機會承受住這樣的撞擊。
因此，當飛船速度超過 1% 光速時，在太空中飛行的風險就會變得相當高。不過，對於不喜歡計算相對論效應的人來說，有一個好訊息：在 1% 光速這個速度級別，相對論效應的影響相對較小。雖然在工程層麵我們無法完全忽略它 —— 以 1% 光速飛行時，飛船上的時鐘每天會慢 4 秒，這一點需要在計算飛船位置等方麵加以考慮 —— 但在計算如此漫長的飛行時間時，我們可以忽略相對論效應的影響。而在 0.1% 光速的速度下，相對論效應的影響更小，時鐘每天僅慢 43 毫秒，每年慢 16 秒。
當然，這也意味著，對於飛船上的乘員來說，相對論效應帶來的飛行時間縮短幾乎可以忽略不計 —— 因為即使要通過相對論效應節省一天的時間，也需要飛行數千年。這就引出了我們的第一個核心觀點：在這樣的速度水平下，時間是決策過程中最重要的因素。
我之前經常提到，我們可能不會頻繁前往橙矮星和紅矮星所在的恆星係統，而是會尋找更為罕見的、與我們太陽類似的黃矮星係統，或者直接繞過那些冇有類地行星的恆星係統。如果前往最近的黃矮星所需的時間是前往紅矮星或橙矮星的兩三倍，那麼這種傾向會更加明顯。需要提醒大家的是，這些恆星本質上都是 「白色」 恆星，我們所說的紅色、橙色、黃色、藍色或白色分類，僅僅是基於它們的輻射峰值波長來劃分的。即便是相對較冷的紅矮星，其發出的光與傳統白熾燈的光顏色相似。在白熾燈的照射下，我們確實能注意到光線顏色的冷暖變化，尤其是藍色調的變化，但這種變化還不足以對生活在紅矮星係統下的殖民者的生活質量造成重大影響，特別是考慮到他們可以在家庭或商店中使用日光燈。
假設我們要前往附近的紅矮星係統，比如比鄰星或巴納德星，即便以 1% 光速的速度飛行；而如果要前往除半人馬座阿爾法星和我們的太陽之外最近的黃矮星 —— 天苑四，以 1% 光速飛行需要多花費 600 多年的時間，若以 0.1% 光速飛行，則需要多花費 6000 多年。600 年是一段極其漫長的時間，甚至比工業時代最樂觀的持續時間估計還要長；而 6000 年前，人類還冇有文字記載的歷史，那個時代的情況隻能通過純粹的考古研究來瞭解。
當然，僅僅是思考這樣漫長的旅行時間，就會讓人不禁疑問：誰會願意主動參與這樣的任務呢？即便我們採用冷凍人體等休眠技術（目前我們還無法確定這種技術能否成功研發），這類技術的研發通常還需要與極端壽命延長技術相關的配套技術作為支撐。而壽命的大幅延長也會改變太空殖民的格局。
在我看來，這一問題並不會阻礙太空殖民的程序。雖然願意參與如此漫長旅行的人會減少，但由於整個殖民程序的節奏變慢，我們也有了更多的時間來招募參與者。舉個例子，假設在公元 2200 年啟動一項前往天苑四的殖民任務，計劃以每世紀 1 光年的速度緩慢飛行，全程需要 1200 年。該任務可能會選擇將殖民者冷凍起來。而為了完成飛船的最終融資和建造工作，可能需要幾十年的時間。因此，誌願者和早期投資者可能會選擇將自己冷凍起來，等到飛船準備好出發時再被喚醒並登上飛船。