科学家们想怎样把宇宙飞船送到下一颗最近的恒星

本周，包括著名理论物理学家史蒂芬·霍金在内的一群科学家宣布了一种探索太空的新方法，称之为“星射”，它的工作原理听起来完全是科幻小说。...

本周，包括著名理论物理学家史蒂芬·霍金在内的一群科学家宣布了一种探索太空的新方法，称之为“星射”，它的工作原理听起来完全是科幻小说。

该项目包括开发一种方法，将一个微型航天器发送到距离我们太阳系4光年远的下一颗恒星阿尔法半人马座。至于太空船将如何到达那里，这就是事情变得更加疯狂的地方：来自一束巨大激光束的光将推动太空船以五分之一光速前进。

听起来很像科幻小说

这是一个被称为光子推进的概念。激光束中的光子携带动量，而不是使用典型的空间推进方式——通过强烈的化学反应产生推力；当它们照射在反射表面上时，激发的光子可以推动物体向前。物体向前移动的速度取决于它有多大，以及光照在它身上的力量。”加州大学圣巴巴拉分校的物理学家卢宾说：“如果你用手电筒照一个球，它就会停在那里。”但是，如果你有一个足够大的手电筒和一个足够小的东西，你就可以施加巨大的力并加速它。“光子推进可以对任何大小的物体起作用，但这一切都取决于你想让那个物体走多快。”你可以推动任何质量物体，但质量越大，速度就越低。

考虑到这些限制，这个想法是创造一个微型的，晶圆大小的航天器连接到一个反射帆上；那张帆会有几米宽，但只有几个原子厚。晶圆是用来装一些小型仪器的，包括电源、相机和通讯系统。一旦太空船被定位在太空中，地球上的激光放大器阵列将向该物体发射数千束光束。这些光束的方向可以调整，形成一个巨大的激光，从地球大气层向上传播，击中航天器的船帆。这将使探测器以五分之一光速在宇宙中飞向半人马座阿尔法星。这意味着探测器可以在20年内到达恒星。

要实现这一切还有很长的路要走

这是最好的情况，但要实现这一切还有很长的路要走。一些物理学家对“星射”有一些担忧“现在还不清楚的是帆材料是否能经受住那种加速度，所以这是我的问题，”哈佛-史密森天体物理中心的天体物理学家乔纳森·麦克道尔说他们要如何加速这艘帆船，而不让它解体呢？”

还有一个问题是航天器的通信系统，以及它将如何跨越4光年的太空。然后你就得担心碎片了。许多星际尘埃位于这里和半人马座阿尔法星之间；虽然碎片可能很小，但以五分之一光速撞击尘埃有可能损坏飞船的帆。探测器将有某种冗余系统，以确保它在飞行中幸存。但是，尽管这个项目还有很多工作要做，麦克道尔并不认为这些工程挑战是无法克服的。”“当物理学家对你所说的持怀疑态度时，那就是他们表示感兴趣的方式，”他说如果我们不想把你的想法拆散，那是因为我们认为这已经没有希望了。”