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“网红”霍金的“突破摄星”到底是啥?

著名科学家霍金在中国开微博啦!4月12日,霍金发出了第一条微博,很快就收获了35万条评论和200多万的粉丝,成为新晋“网红”。4月13日,霍金又发出了第二条微博,介绍其团队正在进行的“突破摄星”计划,即“研发一台质量为克级的自动化太空探测器,到达半人马座α星”。

那么,这个被不少网友评论“虽然不懂但是感觉很厉害的样子”的“突破摄星”计划到底是怎么回事?这个计划是异想天开的“脑洞”,还是即将实现的伟大梦想?

【帆船靠风行驶】 “小宇宙飞船”借光飞行

“我们计划通过卫星向太空释放数千个纳米飞行器,飞行器的形状如同一只背后有帆的蝴蝶,采用纳米技术,通过光束供能,时速1亿英里,是目前太空飞船速度的1000倍。”2015年7月,霍金曾宣布启动一项人类历史上规模最大的外星智慧生命的搜索行动,并将其命名为“突破摄星”计划 。据了解,这项行动主要通过扫描宇宙的方式搜寻外星智慧生命。

“突破摄星计划,主要采用质量为克级的自动化太空探测器,它们小如邮票,里面包含了相机、光子推进器、能量供应系统、导航和通讯仪器等等,被发射到太空寻找生命迹象。”中国科学院南京紫金山天文台助理研究员冯磊告诉记者,“小宇宙飞船”的创新之处,其实应用了到古老的概念,即“光压”飞行器,通过光“照”在飞行器上使其加速飞行。

冯磊进一步解释:“就好像海里的帆船在风力的作用下航行,这些纳米飞行器,是在‘光’力下飞行。”

人类对外太空的探索从未止步,作为“座驾“的宇宙飞船也几经更迭。冯磊表示,在这之前的宇宙飞船探测器,要么使用化学燃料作为飞行动力,要么使用等离子推进器,而纳米飞行器什么都不需要,只有光子打到其太阳帆板上就能为其提供飞行动力。中国科学院南京紫金山天文台研究员季江辉举例说,这就像我们拿个放大镜对着阳光照射,阳光汇聚成一个亮点,飞行器的原理就是将光汇聚到“帆板”上使其加速。

相比与其他飞行器,纳米飞行器体积很小、质量很轻,速度也就大大加快了。

【宇宙中“陷阱”很多】 纳米飞行器要走上20多年

对于纳米飞行器能否到达半人马座α星星系,并成功传回信息,不少航空专家表示并不看好。很多专家指出,探测器很轻很小,不可能在如此遥远的距离上有任何作为。

冯磊也不看好这一计划:“‘突破摄星’原理上可行,但技术层面上操作难度确实挺大。比如,飞行器收集的信息怎么传回地球,这就是个大难题。”

“我觉得飞行器遇到的最大难题是,传回来的‘信息’可能会被宇宙射线‘打坏’。在浩瀚的宇宙中,宇宙射线是很强的,同时,还有很多的宇宙尘等物质,这些物质和飞行器发生碰撞,就有可能‘破坏’其携带的信息。”季江辉告诉记者,这也是“突破摄星”计划要发射上千个飞行器的原因所在。

霍金曾表示,纳米飞行器将在几分钟内加速到五分之一光速,用20年时间飞到比邻星。对此,季江辉表示,半人马座α星星系是距今离地球最近的星系,大约有4.2个光年,那么,纳米飞行器飞到目的地,确实需要20多年的时间。

季江辉告诉记者,人类探测器目前到达过的宇宙最远距离只有一个光天,即200个天文单位(地球到太阳的平均距离为一个天文单位)。而太阳系距离半人马座α星星系有4.2个光年,也就是说,当前人类探测器能到达的距离只有“突破摄星”计划中想要行驶距离的千分之一。此外,即使飞行器成功搜集到信号,并以光速传回来,也需要很长时间。

【地球的近邻】 半人马座α星星系个性十足

此次,纳米飞行器将被“指派”到遥远的半人马座α星星系探索。在很多科幻小说的设定中,这个神奇的星系存在发达的宇宙文明,比如科幻小说《三体》小说中,该星系被描述为拥有与地球截然不同的世界和宇宙生物。

这个格外受人青睐的半人马座α星星系到底有何神秘之处?

“西方人把天上的星星分为88个星座,同时根据星座里星星的亮度分成α、β、γ等等级,所以半人马座α星是半人马星座中最亮的。”中国科学院南京紫金山天文台研究员王思潮接受采访时说:“它是距离地球最近的比邻星,也是已知距离太阳最近的恒星系统。不过,这个星系里到底有没有行星还不得而知。”也就是说,那个星系中是否存在类似地球的行星还无法确定,这或许就是“突破摄星”计划要探测的内容之一。

据了解,这个半人马座α星星系个性十足,它包括三颗恒星,分别为半人马座α星A、半人马座α星B和半人马座α星C。其中,最大的成员是半人马座α星A,它发出黄白色的光芒,在光度与体积上都稍微超过太阳;第二大的成员则是半人马座α星B,它发出橘黄色的光芒,光度与直径都略逊于太阳。半人马座α星A与半人马座α星B靠得很近,是一个双星系统,质量总和刚好超过太阳的2倍,年龄大约是50亿—60亿年之间。

对于“突破摄星”计划探索半人马座α星星系的举动,王思潮坦言:“作为一项新工程,距离远、难度大,还涉及导航、通讯、接收等等环节,其实不妨一步步推进,比如先发射到月球,再发射到火星,而后推送到其他星系,这样或许能降低难度。”不过,王思潮认为,创新值得鼓励更值得尝试。

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