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　　米爾納展示的星芯片。 新華社發

如果不是“網紅”霍金的“站臺”，“突破攝星”很可能像其他航天項目一樣，淹沒在眾多科幻暢想之中。宇宙那么大，人類一直都在想著怎么出去看看。

4月13日，在開通微博的第二天，霍金就宣布：他與俄羅斯投資大亨尤里·米爾納一起，啟動了“突破攝星”的計劃。希望在一代人內，研發出一種“納米飛行器”，并用激光器，將其加速到五分之一光速，用20年左右的時間飛到距離地球4.37光年的半人馬座阿爾法星附近。

所有計劃基于現有科技

霍金在微博中寫道，“突破攝星”的計劃旨在研發出一臺“納米飛行器”，那是一臺質量僅為克級的自動化太空探測器，然后通過光把它的速度推到五分之一光速。據了解，這個納米飛行器主要由兩個部分組成，一個是計算機芯片大小的“星芯片”，一個是不過幾百個原子厚度的太陽帆，“計劃是基于現有的或者將來會有的技術。”

在發布會上，米爾納展示了星芯片的成品原件，捏在他的手里，只有兩三平方厘米那么大，據其介紹，制造成本也僅相當于一部蘋果手機，“它就像一個大尺寸的郵票，裝備了攝像頭、光速推進器、動力、導航和通訊設備。”另外，太陽帆也不是一個最新的話題。早在400年前，著名天文學家開普勒曾觀察到，彗星煙霧狀的尾部會在太陽光的影響下變形，于是猜測，太陽光具有一定的推力。2001年7月，人類第一個太陽帆“宇宙一號”發射升空。2010年5月，第一個具有實用價值的太陽帆飛船——“伊卡洛斯探測器”成功發射，并向金星飛去。

如何加速？

由于太陽光的壓力極其微弱，一平方公里面積上的陽光壓力總共才只有9牛頓，所以要想使太陽帆真正借助太陽光的推力進行加速，那么太陽帆飛船首先要做的事情，就是用火箭將其運送到太空之中，因為那里沒有空氣阻力。

“突破攝星”計劃中的納米飛行器也是如此，它需要先借助火箭飛向太空，然后在太空中打開太陽帆，接收來自外界的推力。但是，如果要想在短時間內將速度加速到五分之一光速，顯然僅靠太陽光的推力是不夠的。

根據計劃的公開內容，為了給太陽帆提供足夠的動力，他們會在地球上（也有說是在月球上）建立強力激光器，用激光來推動光帆。在計劃公布的效果圖中也能看到，地面上建成的成排成列的激光器會同時向太陽帆發射一束光，從而為其提供推力。

那么，多大的激光束才可以讓其加速到五分之一光速呢？中國科學院研究員張斌（化名）向南方日報記者表示，1克物質被加速到光速的五分之一，需要的能量相當于三峽大壩好幾年的放電量總和。

在這一計劃中，被設計的有效加速距離為200萬千米（地月平均距離的五倍），如果要想在這段距離完成加速，就需要輸出功率為1000億瓦的激光器，然后照射在一個展開面積不小的極薄光帆上。這樣的一個過程，僅歷時幾十分鐘。

據了解，目前已知最強的激光束LFEX的峰值功率可達2千萬億瓦，相當于全中國接收到的陽光功率總和。這也意味著，要想達到1000億瓦的輸入功率，這樣的激光束至少需要5000個，這必將會是一筆不菲的投入。不過，也不排除幾十年之后，激光技術的發展，為其掃除障礙。

當然，在為其提供推力方面，也有另一種猜測，飛船獲得的推力不僅一次。人類可能在地球（或者月球）表面建立激光架，為其提供首次推力；還會在火星上也建立激光架，為其第二次提供推力，從而達到五分之一光速的速度。

此外，這樣高能量的激光束也為太陽帆的材料提供了新的要求：它必須足夠耐熱，保證不被燒毀，并且還能充分吸收激光帶來的推力。這樣的材料，在今天顯然是沒有的。現有的太陽帆，僅僅是接收太陽的光壓，在耐熱度上不可同日而語。

如何導航？

當激光束為其加速到五分之一光速之后，它將會在宇宙的真空中，不斷加速飛向半人馬座阿爾法星。但是，它依然會面臨一個巨大的技術挑戰。這意味著，在給予其推力的時候，不僅要計算好它的航行軌道，還要考慮到其他所有的遭遇的可能。

“太陽系已知的行星軌道是清楚的，飛船的航行軌道可以計算出來。但是飛出太陽系之后，那些奧爾特云里面未知的矮行星還有很多，以及數億的奧爾特云物質，這些都是無法預測的。”張斌說。這意味著，在給予芯片推力的時候，還要考慮芯片的飛行軌跡。“要想在一個精確的軌道上飛向半人馬座阿爾法星，對于太陽帆的打開角度有著很高的要求。這也許正是要發射一千個納米飛船的原因——用數量增加到達的概率。

當然，也不排除另外一種可能。就像米爾納在發布會上所說的，那個幾厘米立方的“星芯片”具備導航功能。不過，張斌在研究了他們的項目規劃后發現，規劃中并未詳細提及有關導航的技術實現可能，由于自身不攜帶動力，所以導航很難實現。

不過，正如尤里·米爾納在發布會上所說：“我和霍金想表達的是，這是歷史上第一次明確地說，星際航行是一個可實現的目標。”也像霍金所言：“什么是讓人類獨一無二的品質？在我看來，超越極限是我們獨有的品質。今天，我們邁出了駛向宇宙的又一大步，因為我們是人類，我們的本質就是飛翔。”

關鍵點1.根據計劃公開的效果圖顯示，在地面上（地球或月球）建成成排的激光器，同時向太陽帆發射光束,讓納米飛行器的太陽帆接納光功能。

關鍵點2.高能量的激光束對太陽帆的材料提出了新的要求，材料必須足夠的耐熱而不是被燒毀。而且要能充分吸收激光束帶來的推力。

關鍵點3.離開太陽系之后奧爾特里的矮行星和物質都是無法預測的，意味著必須要有精確的導航，才有可能讓納米飛行器實力抵達半人馬座阿爾法量。　　（記者 王偉凱 統籌 張志超）

 

 

 

去半人馬座阿爾法星，可以嗎？

圖文簡介

人類一直都在想著怎么出去看看宇宙