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霍金已逝,“突破摄星”计划才刚刚开始

霍金已逝,“突破摄星”计划才刚刚开始

  在中国,霍金早已成为“网红”,有不少网友担忧:霍金走了,他曾发布的“突破摄星”计划还能实现吗?

  “突破摄星”计划,是利用激光推进微型航天器探测比邻星的超级科研项目。比邻星距离地球约4.2光年,是离我们最近的恒星系统,被认为有可能存在生命。但即使按照人类目前最快航天器“新视野”号的峰值速度计算,从地球飞到比邻星也需要1.4万多年。而霍金提出,希望研制1000个几厘米大小、功能完备的探测器,在地球上建立激光器阵列,用超强光束将它们幸运28加速到光速的五分之一,可以在20年后到达比邻星并传回相关信息。“目前看来,这些都可能成为现实。”霍金当时说。

  中科院国家天文台研究员郑永春表示,这项计划史无前例的大胆,也面临巨大的挑战。他说,激光推进需要在地面建设强大激光源,不断跟踪、照射飞行器,但激光源从遥远距离如何一直瞄准这么小的“纳米飞行器”?这是个难题。

  航天专家、中国航天科工集团二院研究员杨宇光更是认为,按照目前的技术,“突破摄星”计划在工程上根本无法实现。

  “要将几克量级的飞行器加速到6万公里/秒,提供给飞行器的能量约相当于400吨TNT炸药当量。同时要考虑激光器作用距离有限,能达到100万公里就不错了,这就要求加速过程要在极短时间内完成。”杨宇光说,“目前无论用什么材料都无法承受。”

  即使能实现加速,也不意味着探测器能准确飞到比邻星。杨宇光说,例如月球探测器,并不是发射以后就能直接飞到月球,而要在中途进行轨道修正、接近时还要精确地制动减速,才能进入月球轨道。这对测量手段有很高要求。而比邻星在40万亿公里以外,目前的技术也无法提供足够精确的测量数据。

  此外,“突破摄星”计划还面临信号传输难题。杨宇光说,目前航天器是借助天线向地球发射无线电波。飞行最远的探测器“旅行者1号”,如今与地球相距大约200亿公里,传回的信号已极其微弱。与几百公斤量级的“旅行者1号”相比,几克重的探测器怎能从40万亿公里之外把信号传回来?郑永春认为,要想解决这个问题,需要一种既轻便,又能避免能量衰减的全新通信体制。

  郑永春表示,虽然在我们看来,“突破摄星”计划有点像在“烧钱”,但成功科学家既需要一往无前的勇气,也需要严细慎实的精神。好奇是人类的天性,科学是被好奇心驱动的。“我们有理由期待。”郑永春说,“霍金已逝,他的‘突破摄星’计划才刚刚开始。”

  (原载于《科技日报》 2018-03-15 02版)

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