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突破摄星成败未知
著名物理学家和宇宙学家史蒂芬·霍金日前发布微博,宣布了一项名为“突破摄星”的计划：建造一批激光推进的微型星际飞行器,预计花20年时间抵达4.37光年以外的半人马座阿尔法星.
飞向阿尔法星的飞行器
“突破摄星”计划是指科学家将会发射母体太空船,将数千个纳米飞行器带往近太空.进入太空后,这些飞行器会张开太阳帆,在地球上的陆基光束则把激光打在太阳帆上,给飞行器提供飞行的动力.如果成功,飞行器约20年后到达半人马座阿尔法星,拍下影像传回地球.
飞行器主要由两部分构成：计算机芯片大小的星芯片和不过几百个原子厚的太阳帆.其中,仅有数克重的星芯片上携带着摄影、导航和通信等设备.
这项计划由美国航空航天局（NASA）艾姆斯研究中心前总监沃尔登领头.除霍金外,俄罗斯互联网投资人尤里·米尔纳和Facebook创始人马克·扎克伯格也参与了该计划的监督委员会.目前,该计划已经获得高达1亿美元的经费支持.
当前技术困难重重
尽管有大名鼎鼎的霍金坐镇,中科院国家天文台副研究员郑永春却指出,这并不代表霍金会直接参与项目的具体研究.“在该项目中,霍金主要是作为有公众影响力的科学家,扮演一个‘科学代言人’的角色.”
北京大学地球与空间科学学院教授焦维新指出,无论是太阳帆还是激光推进,很大程度上都还停留在理念中.
所谓太阳帆,是指靠太阳光的光子击打帆面,进而提供动能的结构.由于阳光的能量很微小,星际旅行所需的太阳帆面积非常庞大.这样的帆要如何折叠,又如何在太空展开,进而怎样控制张开的角度和方向？为了解决这些问题,人类此前进行过多次探索,但尚无完全成功的例证.
至于激光推进,则要靠建设在地面的强大激光源不断地追踪、照射飞行器.但光的能量与距离平方成反比,随着飞行器飞出的距离变远,即便是激光,所能提供的动能也会迅速衰减.此外,飞行器在太空中不是直线运行,而是会缓慢转向.在这种情况下,要让激光跟踪小小的飞行器,难度可想而知.
即便飞行器真的飞到了,如何把信息传回来也是一个巨大的难题.现在航天器上都有一个外形像锅一样的天线,向地球方向发射无线电波,然后被地球上的大天线接收,但这种方法显然不适用于纳米飞行器.因此需要一种全新的通信方法,既轻便又能避免能量的快速衰减,否则信号将无法传递到地球.中科院紫金山天文台研究员王思潮指出,即使是目前定向能力最好的激光通信,在这样遥远的距离下,信号也会极其微弱.保持通信、数据传回,都会面临严峻的考验.
“总的来说,这项计划难度极大,成败均有可能.”王思潮说,“但是退一万步讲,即便失败,它仍能为天文学探索者打开一个全新的思路.”
（据中国科学报、环球时报）
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