刚刚开通中国微博便“俘获”近200万粉丝的英国物理学家史蒂芬·霍金,12日又联手俄罗斯亿万富豪尤里·米尔纳和Facebook创始人兼首席执行官扎克伯格于美国宣布,推出一项突破性的研究和工程方案,将向太空发射邮票大小的纳米航天器探索太空。
据报道,12日于纽约天文活动上发布的造价1亿美元的新项目“突破星击”(Breakthrough Starshot),将通过卫星向太空释放数千个重量在1公克以下的微型航天器。其设计如同一只背后有帆的蝴蝶,采用纳米技术,通过光束供能,以每小时1亿英里的速度,在未来20年内抵达最接近地球的半人马座阿尔法星宜居带,用其携带的摄像头、通讯设备和处理器等捕捉行星和其他科学数据的影像,并传回地球。
除霍金和尤里·米尔纳之外,扎克伯格也加入到董事会中。
“我们所面临的限制,是我们与星星间的巨大空隙,但如今我们可以超越它了。”霍金在新闻发布会上说,“有了光束、光帆和有史以来最轻的航天器,我们可以在人类的这一代推出前往半人马座阿尔法星的任务。”
概念图片来自霍金微博
天文学家相信,一颗类似地球的行星可能存在于半人马座阿尔法星的宜居带,这是最接近地球的星系,位于4.37光年之外。
米尔纳称这种邮票大小的航天器nanocraft为“星际帆船”,它可加速至光速的20%,是目前最快飞船的1000倍。如果使用传统太空飞船技术,抵达半人马座需要3万年。
《纽约时报》称,该项目将由美国宇航局(NASA)艾姆斯研究中心前主任皮特·沃登牵头,世界一流科学家和工程师组成的委员会提供建议,其开发可能需要数年时间。米尔纳先期投入1亿美元,整个项目研发可能耗资50至100亿美元,希望能吸引到其他国际投资者。
科普辞典
“突破星击”计划
该项目将通过卫星向太空释放数千个重量在1公克以下的微型航天器,其设计如同一只背后有帆的蝴蝶,采用纳米技术,通过光束供能,以每小时1亿英里的速度,在未来20年内抵达最接近地球的半人马座阿尔法星宜居带,用其携带的摄像头、通讯设备和处理器等捕捉行星和其他科学数据的影像,并传回地球。
语录
“地球是一个奇妙的地方,但她可能不会永远持续下去。迟早,我们必须考虑转向其他星星。‘突破星击’是这段旅程中非常令人兴奋的第一步。”——霍金
“55年前的今天,尤里·加加林成为了人类进入太空的第一人。今天,我们正在准备下一个前往星星的巨大飞跃。”——尤里·米尔纳
专家观点
霍金激光“飞船”尚属科幻或具工程意义
对于“突破星击”计划,中国专家认为,想法很好,但目前具有科幻色彩。如果在遥远的将来能够实现,将具有开创性工程意义,但还谈不到科学价值。
霍金提出的以地面激光持续作用于帆板的航天设想,与两种现有方案有相似之处:一是太阳帆飞船,二是光子火箭。空间技术研究专家庞之浩介绍说,从理论上说,太阳帆飞船单纯依靠太阳光子持续撞击帆板,逐渐将飞船在没有明显空气阻力的太空中推进到较高速度。近20年来,美国、俄罗斯先后做过几次太阳帆动力试验,成败均有,但也仅仅是在近地轨道内尝试过,远远谈不到飞抵半人马座。光子火箭则利用物质与反物质的湮灭反应,自产光子并借由巨大凹面反射镜,向后方喷射光子流。但依据这种设想开展的研究,数十年来没有取得实质进展。
“严格的说,霍金提出的航天器算不上‘飞船’,只是一个几厘米见方的飞行物,其设想的激光推进技术在工程方面也很复杂,”空间技术研究专家庞之浩介绍说。
“以太阳帆为例,其概念诞生于20世纪20年代,这种方式需要一个巨大的反射镜将阳光照射到面积足够大的帆板上,在实际应用中有很大难度。时至今日,这一研发的进展速度并不快。激光‘飞船’的设想提出不难,在2050年前研制出一个雏形也有可能,但要飞到半人马座还是‘太过遥远’了。当然在更长的时间尺度上,这种激光推进方式可能会有希望,但这必须取得重大技术突破,现在无法预测,”庞之浩说。
“但霍金的激光‘飞船’可作为科幻进行探索性研究”,庞之浩说,“可以先在技术上力求实现,而不必现在就追求它的实用价值。将人类制造的物体送到数光年以外的宇宙空间具有开创性工程意义,假如经过探索能在这种微型‘飞船’上安装探测装置,才可能提到科学价值。”
激光“飞船”至少面临3大困难
对于前往半人马座的航天器来说,还要接着解决地面能否收到探测数据,可否在如此遥远的距离上实现测控通信,微型“飞船”怎样抵御星际尘埃的碰撞等难题。