霍金遗愿实现在望:“突破摄星”飞行器即将“乘光”飞往半人马座α星(最新发布)
时间:2021-05-13 来源:网络整理 作者:佚名 点击:300次
今天离人类首次踏上月球,已经隔了近50年之久,科学家们也早已定下了下一个目标——探究宇宙中的其他生命。在遍寻太阳系未果后,这群人类精英把目光转向了太阳系外。 在霍金生前提出的“突破摄星”(Breakthrough Starshot)项目中可谓群英荟萃,俄罗斯亿万富翁出钱、NASA埃姆斯研究中心出人出力,2个互相不待见的国家,难得地在涉及全人类未来的大事上携手合作。 他们把首个目标放在半人马座阿尔法星系上,准备向其发射数百个微型航天器,检查上面是否有生命迹象。这个星系是距离太阳最近的恒星系统,在我国南方部分地区,有时候仅凭肉眼,就能看到从这里发出的星光。即便如此,这仍是一个巨大的工程挑战,需要在航天器设计、推进和通信技术方面取得巨大飞跃。如果说这是个长途旅行,Space X将人类送上火星的尝试,就和在小区散步差不多。 (各星系、星球间的距离,注意下方单位,图片来源于Futurism) 但如果“突破摄星”成功,大概在30-40年后,我们就能收到4光年以外陌生星系的快照,这大致相当于我们前往太阳系边缘的冥王星6800次。 “这是在解决人类一个基本问题:我们是孤独的吗?”项目执行董事、NASA埃姆斯研究中心负责人沃登(S. Pete Worden)表示,“如果我们在附近的恒星系统中找到一颗有生命的行星,将成为有史以来最重要的发现之一。” 届时,我们也能更好地了解,生命在宇宙中是多么稀有珍贵。 和人们熟悉的、动辄要靠载重数十吨的重型火箭发射的探测器不同,“突破摄星”并不会动用这些庞然大物。例如,美国宇航局的新地平线星际探测器重达半吨多一点。取而代之的是,“突破摄星”计划使用一个巨大的地基激光阵列,推动超轻型宇宙飞船的舰队达到超快速度。这些宇宙飞船的直径可能只有3到12英尺,相较于NASA准备发射的半吨重“新地平线”星际探测器,它的重量可以忽略不计。 它们的速度更是快得疯狂,一艘“突破摄星”宇宙飞船可以以光速五分之一——1.34亿英里每小时——的速度飞行,仅需在20年多一点,就能到达半人马座阿尔法星系的3颗恒星范围内。相比之下,“新地平线”要花9年半的时间,才能到冥王星。到达半人马座阿尔法星系,这些飞行器将疯狂拍照,然后用4年多的时间传回地球。 在1962年激光技术出现不久时,科学界就提出了“突破摄星”的技术构想。物理学家福尔斯(Robert Forward)提出,可以用激光照射反射帆来推动宇宙飞船前进。而到了8年前,日本的Ikaros宇宙飞船在我们的太阳系中测试了光帆推进,尽管太阳光的光压只能提供0.1G的加速度。 该项目之所以突然引人注目了起来,是因为电脑和智能手机等科技电子产品的微型化研究,让科学家看到新型航空器研发的希望。他们计划制造一种“纳米仪器”,质量只有1克,和一枚回形针差不多。,但是这足以将光帆、相机和传感器等组件容纳于内。这些传感器可以测量磁场,从而保护行星不受辐射的影响,还可以探测到可能表明存在生命的特定波长的光。 根据初步计划,这些飞船前往半人马座阿尔法星系3颗恒星之一的比邻星,在其周围相对温暖的宜居带寻找1颗行星。不过,详细计划将随着实际发射日期的临近而调整。 “突破摄星”计划最初设想,在一个1-4米宽的平板光帆上布置微型电子装置,不过,研究人员改变了注意,转而研发一种大小相近、镶嵌着电子器件的球形光帆,直观来说,它就像一个巨大的乒乓球,配备有计算机,还装有朝着不同方向的摄像机。 (图片来源于网络) 这种飞行器采用先进的激光光压作为动力,解决了人类探索太空面临的最大问题。现在的火箭载重越来越大,但它们载的最重的东西,其实还是自重,其中,燃料重量就占了很大一部分。想象一下,你打算驱车6000英里穿越美国,路上却没有加油站,你需要一个巨大无比的油箱,一次性带上所需燃料。但是,油箱越大、载油越多,车辆行驶时需要的动力就越大,耗油也越多。这是人类星际旅行面对的主要问题。 “突破摄星”绕开了这个问题,围绕地球运行的母船放出纳米飞行器后,将由地球上射出的激光将推动飞行器的光帆,让它们高速冲向半人马座阿尔法星。 (责任编辑:admin) |