太空旅行真的可能实现吗？飞往比邻星

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星际飞行是件非常麻烦的事。

星际太空旅行。每个5岁孩子的幻想。科幻系列小说的主要内容。大胆地去没有人去过的地方，以一种非常奇妙的方式。随着我们的火箭和太空探测器变得越来越先进，问题来了:我们有希望殖民星球吗?或者，除了那个遥远的梦想，我们能不能至少向外星行星发射太空探测器，让它们告诉我们它们看到了什么?

艺术家对突破星空探测器到达可能像地球的行星Proxima Centauri的插图

事实上，太空旅行和探索在技术上是可行的。没有物理定律能完全禁止它。但这并不一定让它变得容易，当然也不意味着我们能在有生之年实现它，更不用说本世纪了。太空旅行真是件麻烦事。

向外旅行

如果你有足够的耐心，那么我们已经达到了星际探索的状态。我们有几个航天器在逃逸轨道上，这意味着它们将离开太阳系，再也不会回来。NASA的先驱者任务，旅行者任务，以及最近的新视野号都开始了他们漫长的外太空之旅。旅行者号现在尤其被认为在太阳系之外，该区域定义为太阳发出的太阳风向银河系背景粒子和尘埃过渡的区域。

离太阳最近的恒星比邻星

很好; 我们目前正在运行星际空间探测器。唯一的问题是，它们走得并不快。这些无畏的星际探险家中的每一个都以每小时数万英里的速度行驶，这听起来非常快。他们没有朝着任何特定恒星的方向前进，因为它们的任务旨在探索太阳系内部的行星。但是，如果这些飞船中的任何一个飞向距离我们仅四光年之遥的我们最近的邻居比邻星，它们将在大约80,000年内到达。

我不知道你们怎么想，但我不认为NASA的预算会有这样的时间表。此外，当这些探测器到达任何一个有趣的地方时，它们的核电池将早已耗尽，只是在真空中飞驰而过的无用金属块。如果你仔细想想，那是一种成功：这不是我们的祖先能够完成的壮举，例如在恒星之间抛掷随机垃圾，但这可能也不完全是您想象中的星际太空旅行。

极速赛车手

突破摄星计划光帆飞船

为了使星际飞行更加合理，必须非常快地进行探测。至少约为光速的十分之一。以这种速度，航天器可以在几十年内到达半人马座比邻星，并在几年后，发送回图片。要求发起任务的同一个人完成任务真的很不合理吗？

达到这些速度需要巨大的能量。一种选择是将这种能量作为燃料包含在航天器上。但是，在这种情况下，多余的燃料会增加质量，这使得将其推进至这些速度变得更加困难。有一些核动力飞船的设计和草图可以试图做到这一点，但是除非我们想开始将成千上万的核炸弹仅仅装在火箭上，否则我们需要提出其他想法。

也许最有希望的想法之一是保持航天器的能量来源固定，并在航天器飞行时以某种方式将能量输送到航天器。一种方法是用激光。辐射善于把能量从一个地方转移到另一个地方，尤其是在广阔的空间中。然后宇宙飞船就能捕获这种能量并推动自己前进。

这就是“突破摄星计划”背后的基本理念，该计划旨在设计一艘能够在几十年内到达最近恒星的航天器。在这个项目最简单的大纲中，一颗大约1000亿瓦的巨型激光器向绕地球飞行的航天器发射。该航天器具有巨大的太阳帆，具有难以置信的反射性。激光从那条帆上弹开，给航天器增添了动力。问题是，一个1000亿瓦的激光只具有沉重背包的力量。您没有看错。如果我们要在航天器上发射这种激光约10分钟，以使其达到光速的十分之一，那么航天器的重量就不能超过一克。那是一个回形针的质量。

蚂蚁的宇宙飞船

光帆飞船飞向太空

当宇宙飞船以所需的速度飞行时，这就是飞船与星际道路相遇的地方。激光器本身的功率为1000亿瓦，比我们设计过的任何激光器都要强大很多倍。给你一个规模的概念，1亿千瓦是美国每一个运行的核电站的总装机容量的总和。

飞船的质量必须不超过一个回形针，必须包括一个摄像头、电脑、电源、电路、外壳、一个用于与地球通讯的天线，以及整个光帆本身。

那光帆必须几乎完全反射。如果它吸收了入射激光辐射的一小部分，它就会把能量转化为热量，而不是动量。在1000亿瓦特，这意味着直接融化，这通常被认为是不好的航天器。

一旦加速到光速的十分之一，真正的旅程就开始了。40年来，这个小宇宙飞船将不得不经受星际空间的考验和痛苦。它将受到以如此巨大的速度运动的尘埃颗粒的影响。虽然尘埃非常微小，但在这样的速度下，尘埃能造成难以置信的破坏。宇宙射线是由从太阳到遥远的超新星等一切物体发射的高能粒子，它可以扰乱内部微妙的电路。一旦旅程开始，宇宙飞船就会被这些宇宙射线不停地轰击。

突破摄星可能吗?原则上,是的。就像我上面说的，没有任何物理定律可以阻止这一切成为现实。但是，使用我们目前的技术水平(或对我们的技术不久的将来的合理预测)，这并不容易，甚至不可能、不可信，甚至不可行。我们真的能造出这么小又这么轻的飞船吗?我们真的能制造出如此强大的激光吗?这样的任务真的能在深空的挑战中生存下来吗?

答案不是“是”或“不是”。真正的问题是:我们是否愿意花足够的钱去发现是否可能?


原文地址：今日头条