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“突破摄星”计划面临重大技术障碍!科学家:眼光要长远一点!

发布时间:2021-02-21 12:19:15

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艺术家的插图,一个突破摄星微型探测器到达类地行星比邻星b(Proxima b)。(图片:©波多黎各大学阿雷西博行星宜居实验室)

三年前宣布的一项大胆的星际飞行计划目前还不清楚能否真正落地。

2016年4月,耗资1亿美元的“突破摄星”(Breakthrough Starshot)项目问世,目标是利用一系列地球激光器将装有光帆的微型机器探测器加速到惊人的速度。

计划目标是利用这些“纳米飞行器”舰队去探索附近的系外行星,比如Proxima b,Proxima b是一个距离地球4.2光年、可能支持生命的星球。利用传统推进方式的探测器需要数万年才能到达Proxima b,但以20%的光速,“突破摄星”可以在20年多一点的时间内完成这一旅程。

这些携带相机的小探测器也可以在离地球更近的地方做很多工作。“突破摄星”顾问委员会主席阿维·勒布(Avi Loeb)说,例如,它们在接受激光照射后仅需要3.5天就可以飞越冥王星。而015年7月,美国宇航局的“新视野号”宇宙飞船首次传回了冥王星的近距离照片,但为了拍摄这些照片,新视野号足足飞了9.5年。

Loeb说,在过去的几年里,“突破摄星”团队已经发现了大约25个潜在的重大技术障碍。

评估工作也正在进行当中。

勒布在本月早些时候于华盛顿举行的人类登陆火星峰会上说:“我们目前正在进行研发工作,试图弄清楚这些挑战能否得到解决。”

他列举了一些比较引人注目的挑战。例如,要制造出一艘足够轻、足够结实、能够胜任这项工作、并且拥有能够在几分钟内稳定驾驭激光束的形状的帆,将是一件非常困难的事情。而且,从一个由许多独立部件组成的1000亿瓦激光网络中产生足够的相干光束可能也非常困难。除此之外,说服人们相信这样一个强大的仪器绝对安全、并且永远不会被用于邪恶的目的也绝非易事。

勒布说:“主要的挑战可能是在政策方面,因为很明显,同样的激光系统可以有其他的功能。”

“摄星”探测器将会非常小,重量只有1克(0.035盎司)左右,整体大小和邮票差不多。(帆的边长为几米。)这种精致的外形可以使飞船以超高速运行——如果增加质量的话,你就需要一个更强大的激光阵列来对它们进行加速——但这种小尺寸也使得所需的电子设备很难挤到飞船上。

事实上,勒布特别指出了一个与此相关的问题,即通信问题,这是他最关心的问题。

他说:“(探测器的)传输能力不可能很强,因为航天器上的功率有限,因此,到达地球的信号将会非常微弱。我们还在研究如何处理这个问题,我们将需要一个大的探测器,但目前我们还没有找到解决方案。”

那么星际空间中的微小尘埃颗粒撞击呢?即使以20%的光速,这样的撞击对摄星探测器来说也不是什么大问题。勒布说:“事实证明,用一层相对较薄的涂层,就可以保护航天器免受这些撞击的伤害,所以这不是一个重大风险。”

当然了,虽然“突破摄星”计划还没有找到所有问题的答案,但这也并不是对它的指责;没有人说星际飞行会很容易。而且团队成员也并不急于将探测器送到Proxima b或者其他任何地方;他们正在进行的是一个30年的计划,第一个十年将会先致力于概念验证工作。

如果一切顺利的话,勒布说,一个原型系统将会在第二个十年建成,最终系统将在第三个十年建成。


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