在浩瀚无垠的宇宙中,4.22光年外隐匿着一颗距离我们太阳系最近的恒星——比邻星。尽管距离之近,但对人类而言依然遥不可及。随着科技的进步,或许不久的将来我们将有机会近距离探索这颗神秘的恒星。
回溯至2016年,亿万富豪尤里·米尔纳启动了突破计划,该计划中汇聚了众多杰出科学家,包括已故物理学家斯蒂芬·霍金以及扎克伯格等。其中,突破摄星计划尤为引人注目。该计划旨在利用探测器前往比邻星,对太阳系外的恒星系统进行近距离观测与研究。
星际航行对人类来说仍是一项巨大的挑战。自1977年发射的旅行者1号航天器至今,虽已飞行了44年、跨越了二百多亿公里的距离,但与比邻星的400000亿公里距离相比,仍是九牛一毛。
想要突破这一限制,我们需依赖前沿的航天技术。其中,光帆技术的应用显得尤为重要。所谓光帆,是借助光压加速的原理实现航天器的快速航行。凭借太阳光的强大能量,光帆可长时间加速航天器,从而实现相对论性的速度。
为优化航天器的性能,其设计需遵循轻量化原则,整体质量不超过1公斤,并配备微型传感器、照相机和无线电天线等设备。光帆的面积需足够大,以获得足够的光压。据设计构想,光帆的尺寸将扩展至4米×4米。
在科研人员的努力下,我们不仅追求速度的提升。通过地球上的激光技术,我们可以为光帆提供更强大的初始光压。研究人员指出,利用一个百万瓦级的激光阵列加速,光帆的速度可提升至光速的20%,这样前往比邻星仅需20年。
这个构想是否可行?答案是肯定的。澳大利亚国立大学引力物理学中心的研究团队已经对激光阵列的建设提出了详细的设想。他们致力于为星际旅行开辟新的道路,并相信光帆有望在20年内抵达比邻星。
实现高功率激光的挑战虽大,但并非不可克服。研究人员正在探索利用多个地基激光阵列共同发射激光的方法。本次研究的参与者之一Robert Ward表示,虽然需要大量的激光器,大约1亿个,但它们需完美配合,才能将光压聚焦在小型的光帆上。
除了激光阵列的问题外,还有大气失真等挑战需解决。研究团队计划通过发射航标卫星来引导地表激光阵列的激光。这样可确保激光不受大气层的影响。
目前,各国的科学家都在致力于研发光帆及相关技术。我国的科研团队也在进行类似的研究。这些研究不仅涉及激光阵列的建设,还包括光帆的研发等。若能将各国的成果汇总并加以利用,将极大地推动光帆技术的实现。
或许在不远的将来,当这些技术成熟时,光帆将启航前往比邻星。根据尤里·米尔纳的预测,突破摄星计划有望在2036年左右正式发射。预计在2060年前,光帆将抵达比邻星,四年后传回信号。
届时,科幻小说的情节或许将成为现实。不再是“三体人”来寻找我们,而是我们主动去寻找“三体人”。