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“突破摄星”计划为人类初步迈向外太空提供良机

作者:会计职称
出处:www.lunrr.com
时间:2020-05-12

作者:冯李飞资料来源:科学网发布日期:2017/11/8 18:34336049

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2050,向阿尔法人马星

突破性摄影师项目问好为人类首次进军外层空间提供了良好的机会

斯蒂芬?霍金图片来源:腾讯

有些重要的事情可能看起来不显眼。在11月5日举行的2017腾讯WE大会上,皮特沃登手中的“玻璃”是这样的。如果是另一个场合,许多人可能不会看它。这种四边形透明物体的边长约为1厘米,厚度约为2-3毫米,实际上是一种微型外层空间探测器。这是世界上最热的“突破性恒星拍摄”计划中需要验证的概念之一,该计划的学名是“恒星芯片”。

在他看来,今天的形势有点像1492年以前的欧洲。当时,人们坚信哥伦布的探索注定是徒劳的。然而,新世界的发现对旧世界产生了深远的影响。新世界成了那些被剥夺权利和被逼入绝境的人的乌托邦。“人类向太空的扩张甚至会产生深远的影响,这将彻底改变人类的未来,甚至决定我们是否还有未来。”霍金说。

宜居星球

在其他条件适宜的星球上,霍金相信生命的存在是可能的。虽然概率极低,但概率极低。

尽管如此,行星科学家仍在不知疲倦地看着星星,寻找生命的迹象。此外,他们没有取得任何成就。沃登说,研究表明,生命可能存在于火星(水存在于地表以下)、土卫二(泉水从南半球涌出,有简单的有机碳分子)和太阳系的欧罗巴。去年,欧洲南方天文台表示,它已经为类似地球的外星生命比邻星(Proxima B)找到了一个潜在的栖息地,该行星围绕着半人马座比邻星(pha Trine galaxy Centauri)的第三颗恒星(只有一颗红矮星,占太阳体积的10%-20%)。沃登说:“红矮星距离地球只有4.22光年,可能是地球附近最有可能存在的行星。”。“邻近半人马星座中的七颗红矮星银河系中70%的行星都是相似的红矮星离地球非常近,其中三颗可能有资格迁移。”

“如果我们继续寻找,我们可以找到更多可居住的行星。但问题是,即使它们适宜居住,我们是否真的能回到过去。”沃登说。根据今天最高的发射速度,可能需要80,000年才能到达预期的目的地,所以问题的关键是“加速”太空旅行。“如果我们现在能加速10,000倍,我们就能在20年内到达理想的星球。”

"星际航行一定是一个长期目标。"霍金说。“突破性恒星捕捉”计划将探测器发送到太阳系中最近的半人马座阿尔法星系,这是人类最初进入外层空间的真正机会。霍金介绍说,这项任务涉及三个概念:微型航天器、光动力推进和锁相激光器。“星芯片”(Star Chip)是一种体积只有几厘米但功能齐全的空间探测器,附着在超材料制成的“轻帆”上,重量只有几克。然后,1000架由“星芯片”和“轻帆”组成的纳米飞机被送入轨道。在地面上,激光阵列将共同形成一束超强光束,它将穿过大气层,以几十亿瓦(1千兆瓦等于10亿瓦)的功率射向天空中的“光帆”。

“这项创新背后的想法是利用光束推动纳米飞机前进。由此产生的速度小于光速,但它可以达到光速的五分之一,大约每小时1亿英里。”霍金说。这样的系统可以在一个小时内到达火星,几天内到达冥王星,一周内超过旅行者号探测器,仅在20年内到达半人马座阿尔法星系。重要的是,“星芯片”的轨迹可能包括“比邻星B”。“移民的挑战”沃登说:“如果我们能确保飞船能以20%的光速飞行20年,并不断向地球发送相关信息。然后,大约在2050年,人们将会收到银河系其他行星上一些生命迹象的照片。"目前,这一切似乎都可能成为现实."霍金说。但也有一些重大挑战。例如,1千兆瓦的激光只能提供几牛顿的推力,但是因为纳米飞机只有几克重,它只能克服这个问题。然而,工程挑战是巨大的。纳米筏必须能够承受极端加速、极端寒冷、真空和质子,以及与垃圾如太空尘埃的碰撞。此外,由于大气湍流,也很难将一套总功率为100吉瓦的激光装置对准太阳帆。

还有一些严重的问题,例如当通过大气波动时,如何让数百束激光会聚。如何推动纳米飞机而不烧毁它们?如何将他们引向正确的方向?此外,科学家需要让纳米飞机在寒冷的真空环境中工作20年,这样它们就可以将信号传回4光年以外的地球。这些都是工程设计中需要解决的问题。“如果突破性的卫星项目能够传回邻近星系中可居住行星的图像,它肯定会对人类的未来产生深远的影响。”霍金说。

同时,“突破摄影”项目下的“突破聆听”项目旨在寻找“外星人可能向地球发出的信号”。沃登说,该项目团队正在组装世界上最大的射电望远镜,如美国西弗吉尼亚的绿色海岸射电望远镜、澳大利亚的帕克斯望远镜、中国的FAST望远镜以及英国、南非和其他国家的机构,以寻找可能有生命的行星。“我们没有任何迹象可以证明生命的存在,但是我们正在继续努力,现在已经取得了一些成就。我相信我们可以继续努力回答我们想回答的问题外层空间有生命吗?”

“作为一个独立的物种,人类已经存在了大约200万年。我们的文明始于大约一万年前,它的发展一直在稳步加快。”霍金说,“如果人类想在接下来的一亿年里继续生存,我们必须大胆前进,踏上前所未见的地方!”

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