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霍金走了,他的“突破摄星”计划还能实现吗?
关键字: 突破摄星霍金科技日报3月14日消息,科学界的一代传奇斯蒂芬·霍金逝世,震惊世界。在中国,霍金早已成为“网红”,2016年他在新浪开通微博,很快收获了数百万粉丝。微博上,他曾发布了“突破摄星”计划,如今有不少网友担忧:霍金走了,这项计划还能实现吗?
突破摄星计划,是利用激光推进微型航天器探测比邻星的超级科研项目。2017年11月,霍金在腾讯WE大会上表示,人口的增长使地球很难维持到下一个千年,或许在2600年就会变成炽热的火球。要避免这样的世界末日,最好的方法就是移民太空,“突破摄星”计划则是人类初步迈向外太空的真正机会。
比邻星距离地球约4.2光年,是离我们最近的恒星系统,被认为有可能存在生命。但即使按照人类目前最快航天器“新视野号”的峰值速度计算,从地球飞到比邻星也需要一万四千年以上。而霍金提出,希望研制1000个几厘米大小、功能完备的探测器,在地球上建立激光器列阵,用超强光束让它们加速到光速的五分之一,可以在20年后到达比邻星并传回相关信息。“目前看来,这些都可能成为现实。”霍金说。
中科院国家天文台研究员郑永春表示,这项计划史无前例的大胆,也面临巨大的挑战。他说,激光推进需要在地面建设强大激光源,不断跟踪、照射飞行器,但激光源从遥远距离怎样才能一直瞄准这么小的“纳米飞行器”?由于光的能量与距离平方成反比,随着飞行器离地球越来越远,激光所能提供的动能也会迅速衰减。这都是难题。
航天专家、中国航天科工集团二院研究员杨宇光更是认为,按照目前的技术,突破摄星计划在工程上根本无法实现。
“要将几克量级的飞行器加速到每秒钟6万公里,提供给飞行器的能量相当于400吨左右TNT炸药的当量。同时要考虑激光器作用距离有限,能达到100万公里就不错了,这就要求加速过程要在极短时间内完成。”杨宇光说,“目前无论用什么材料都无法承受。”
即使能实现加速,也不意味着探测器能准确飞到比邻星。杨宇光说,例如月球探测器,并不是发射以后就能直接飞到月球,而要在中途进行轨道修正、接近时还要精确地制动减速,才能进入月球轨道。这对测量手段有很高要求。且不说比邻星在40万亿公里以外,就算对于几百亿公里的距离,目前的技术也无法提供足够精确的测量数据。
此外,突破摄星计划还面临信号传输难题。杨宇光说,目前航天器是借助天线向地球发射无线电波。人类飞行最远的探测器“旅行者一号”,如今与地球相距大约200亿公里,传回的信号已极其微弱。与几百公斤量级的“旅行者一号”相比,几克重的探测器怎能从40万亿公里之外把信号传回来?郑永春认为,要想解决这个问题,需要一种既轻便,又能避免能量衰减的全新通信体制。
“作为一个伟大的物理学家,霍金不仅在物理学方面有巨大贡献,而且写出了《时间简史》这样的科普著作,让公众对物理学有一定了解。包括我自己也是从这部著作中获益匪浅。”杨宇光说,“但我认为,基于现有的物理学,人类不可能实现跨星际航行,除非对物质世界的认识发生质的飞跃。”
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- 责任编辑:吕栋
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