突破摄星计划:研发一种用地面的激光束驱动的纳米帆船

文章作者:bianji3 | 2017-04-26
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去年四月,霍金宣布他联合俄罗斯富豪尤里·米尔纳和马克·扎克伯格共同发起了一项外星探索计划——突破摄星计划。这项计划旨在研发一种用地面的激光束驱动的纳米帆船,飞向太阳系外,进行深空探测。

让飞船的速度达到光速的20%是突破摄星计划的目标,用大约20年的时间飞达距离太阳系最近(约4.3光年)的恒星系半人马座阿尔法星。

然而,这项计划所面临的困难是前所未有的巨大的,质疑声相当多的。

飞船的「刹车」问题令人十分头疼。以如此高的速度飞达目的地是很难及时减速的。这意味着飞船只可以从半人马座阿尔法星飞掠而过,却基本无法开展任何探测。

如果要让飞船进入半人马座阿尔法星时实现有效减速,那么就需要很长的刹车距离,飞行时间也就要大大延长,而且还需要找到可靠的刹车手段。

对此,马克斯普朗克太阳系研究所的天体物理学家René Heller在今年初提出了另一种方案——太阳帆飞船。一方面,太阳帆飞船可以利用太阳光的光压驱动,另一方面,在进入半人马座阿尔法星之前它又可以利用它们的光压进行制动。不过,据Heller估算,这种方案将使得飞船的行程延长至140年。

现在,Heller和他的团队在一项新研究中对原先的方案进行了优化,使得飞达半人马座阿尔法星的时间缩短了20年。另外,根据他们的计算,利用这一方案飞达天狼星的时间甚至还要更短,理论上只需69年。

天狼星是夜空中最亮的恒星,距离地球约8.6光年。由于天狼星的亮度超强,提高了太阳帆飞船的制动效率,从而使得飞行时间大大缩短。

需要说明的是,这项新研究暂时还未经过其他科学家的同行评议。然而,Heller充满信心,认为这一方案理论上是可行的,关键在于研发出可靠的太阳帆材料。

或许,太阳帆飞船会是人类未来星际航行的一种选择。

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