霍金造激光“飛船”難度究竟有多大？

　　英國(guó)著名物理學(xué)家史蒂芬.霍金在中國(guó)擁有數(shù)量龐大的擁躉。4月12日，霍金老爺子官方認(rèn)證微博剛開(kāi)通，中國(guó)網(wǎng)友就瘋了，粉絲迅速達(dá)到200萬(wàn)以上。試問(wèn)誰(shuí)有這樣的氣場(chǎng)?不僅如此，霍金老爺子還借助微博做了一個(gè)大大的推廣。

　　4月13日，霍金在第二條微博上就帶來(lái)一個(gè)讓人興奮的消息——啟動(dòng)“突破攝星”(Breakthrough Starshot)計(jì)劃，將發(fā)送微型飛行探測(cè)器至4光年外半人的馬座阿爾法星。計(jì)劃發(fā)起人之一的俄裔億萬(wàn)富翁尤里.米爾納為項(xiàng)目投資1億美元。

　　這是怎樣一個(gè)計(jì)劃?又將會(huì)如何實(shí)現(xiàn)呢?

　　速度是目前最快飛船的1000倍

　　“突破攝星”計(jì)劃是這樣的：在一代人的時(shí)間內(nèi)，“突破攝星”旨在研發(fā)出一臺(tái)“納米飛行器”：—臺(tái)質(zhì)量為克級(jí)的自動(dòng)化太空探測(cè)器，并且通過(guò)激光光束把它推動(dòng)到五分之一的光速，即每小時(shí)1億英里的速度，這是目前最快飛船的1000倍。如果成功的話，這個(gè)飛掠任務(wù)將會(huì)在發(fā)射后20年左右到達(dá)距地球4.37光年的半人馬座阿爾法星附近宜居帶，用其攜帶的攝像頭、通訊設(shè)備和處理器等捕捉行星和其他科學(xué)數(shù)據(jù)的影像，并用4年的時(shí)間傳回地球。

　　為何要去半人馬座阿爾法星?因?yàn)榘肴笋R座阿爾法星除了是離地球最近的星座，天文學(xué)家相信，一顆類似地球的行星可能存在于半人馬座阿爾法星的宜居帶，這是最接近地球的星系。也就是說(shuō)，可以到那里去考察一下有沒(méi)有外星人或者適宜人類居住的環(huán)境。

　　如果使用傳統(tǒng)太空飛船技術(shù)，抵達(dá)半人馬座需要3萬(wàn)年。那個(gè)時(shí)候人類還在不在地球上存在還兩說(shuō)?因此，以前無(wú)數(shù)的太空探索迷們看到這個(gè)事實(shí)時(shí)心里拔涼拔涼的?，F(xiàn)在有了“突破攝星”的這個(gè)計(jì)劃，時(shí)間一下子縮短了這么多，是不是很令人振奮?

　　這個(gè)計(jì)劃在科學(xué)上完全不靠譜?

　　在看到霍金他們的這個(gè)計(jì)劃以后，一部分人說(shuō)這次霍金又在說(shuō)瘋話了。其實(shí)，霍金說(shuō)的并不是瘋話。至少?gòu)睦碚撋隙裕@個(gè)計(jì)劃是具有可行性的。

　　首先“納米飛行器”離我們?cè)絹?lái)越近了。這些年來(lái)納米科技進(jìn)展迅速，納米級(jí)的機(jī)器器件及其能源供應(yīng)方式都已經(jīng)成為國(guó)際上的熱門(mén)研究領(lǐng)域，并取得了一些實(shí)質(zhì)性的突破，不久以后納米級(jí)的機(jī)器將會(huì)出現(xiàn)在我們面前，這自然也包括“納米飛行器”了。

　　空間技術(shù)專家、《國(guó)際太空》雜志副主編龐之浩說(shuō)，與霍金提出的以地面激光持續(xù)作用于帆板的航天設(shè)想比較，兩種現(xiàn)有方案有著很大相似之處：一是太陽(yáng)帆飛船，二是光子火箭。只是這兩種方面目前也還無(wú)法實(shí)現(xiàn)星際航行。

　　太陽(yáng)帆的概念很早就出現(xiàn)，其誕生于20世紀(jì)20年代，由于光是由沒(méi)有靜態(tài)質(zhì)量但有動(dòng)量的光子構(gòu)成的，當(dāng)光子撞擊到光滑的平面上時(shí)，可以像從墻上反彈回來(lái)的乒乓球一樣改變運(yùn)動(dòng)方向，并給撞擊物體以相應(yīng)的作用力，這就是太陽(yáng)帆研制的原理。太陽(yáng)帆需要一個(gè)巨大的反射鏡將陽(yáng)光照射到面積足夠大的帆板上，如果太陽(yáng)帆的直徑增至300米，其面積則為70686平方米，由光壓獲得的推力為0.034噸。根據(jù)理論計(jì)算，這一推力可使重約0.5噸的航天器在二百多天內(nèi)飛抵火星。若太陽(yáng)帆的直徑增至2000米，它獲得的1.5噸的推力就能把重約5噸的航天器送到太陽(yáng)系以外。

　　由于來(lái)自太陽(yáng)的光線提供了無(wú)窮盡的能源，攜有大型太陽(yáng)帆的航天器最終可以以每小時(shí)24萬(wàn)公里的速度前進(jìn)。這個(gè)速度要比當(dāng)今以火箭推進(jìn)的最快航天器快4—6倍。即比第二宇宙速度快6倍，比第三宇宙速度快4倍。太陽(yáng)帆接受光壓的作用，它不僅可在需要時(shí)改變航天器的運(yùn)行軌道，而且能不斷加速飛行。