作者:冯丽妃 来源:中国科学报 发布时间:2016/6/6 10:00:31
选择字号:
2069年飞向半人马座?
“突破摄星”计划或引发恒星探索热

艺术家设想的星际飞船利奥诺拉·克莉丝汀号,灵感来源于Poul Anderson上世纪70年代的科幻小说《宇宙过河卒》,该飞船由巴萨德冲压发动机驱动。图片来源:Tau Zero/Flickr

近日宣布的“突破摄星”计划似乎将会引发一轮恒星探索热,该计划旨在将一艘由私人赞助的小飞船送往临近恒星。5月23日,帮助起草美国宇航局(NASA)预算的一名国会议员呼吁该机构开始设想这项星际探索计划,其目的是在2069年即“阿波罗11号”登陆月球100年之后,向距离地球最近的恒星系统半人马座阿尔法星发射一个探测器。

众议员John Culberson是一位自学成才的航天迷,他是众议院拨款委员会管理NASA的分会主席,他在当日公布的一项委员会报告中对这一雄心勃勃的航天计划做出了倡议。与该报告同时发布的还有NASA的2017年经费预算,该预算将从今年10月1日开始执行,众议院拨款委员会已于5月31日对这一草案作出决议。

在这份报告中,Culberson所在的委员会“鼓励NASA研究及开拓推进理念,从而让星际科学探测器拥有0.1c(光速的1/10)的巡航速度”。该报告并未授权任何额外的资金,而是呼吁NASA在1年内起草一份科技评估报告和概念路线图。

很多科学家认为星际旅行属于科幻范畴。这主要是因为其涉及的距离过于遥远。半人马座阿尔法星距离地球4.4光年,即近40万亿公里。到目前为止,已发射的速度最快的宇宙飞船是NASA—德国联合建造的太阳神号探测器,其速度为25万公里每小时。若以此速度计算,到达这颗距离太阳系最近的恒星需要1.8万年。想要在一个人的生命周期内到达那里的任何一个地方,宇宙飞船就必须达到与光速相近的速度,如果速度能够达到光速的10%,那么就可能在44年左右到达半人马座阿尔法星。

若要实现如此快的速度,所需要的能量是巨大的,即便是对于一个质量相对较轻的探测器也是如此。这一挑战使得由俄罗斯互联网巨头兼亿万富翁尤里·米尔纳支持的这项“突破摄星”计划,提出研发一个基于单个芯片的、质量不足1克的探测器。为了避免加速度异常大的引擎及其所需要的大量燃料,探测器将需要有像羽毛一样轻的大光帆,可以通过地球上高强度的激光阵列将其速度提升到光速的20%以上。

众议院报告坦承,常规的推力方式,如化学、太阳能电池以及热核技术永远不能实现这样的星际速度。它提出了一些NASA可能希望探索的道路,其中包括基于核聚变的推力。然而,由于目前在地球上将这种技术作为常规电能使用仍处于研究之中,因此研发出可在太空中使用的核聚变推进器仍需要相当长时间。报告中提到的一种选择方式是利用反物质—催化核聚变技术,它可以通过一系列热分子爆炸启动飞船。地球上的氢弹是由常规原子弹加入铀或钚实现的;而在反物质触发的爆炸中,一个反物质小球会碰到常规的物质,它们相互湮灭后就会引发爆炸,并引发更大规模的热核爆炸。然而,如何保护飞船及其成员不受爆炸力的影响仍是一个尚未解答的问题。

众议院报告中提到的另一种未来主义技术是巴萨德冲压发动机,该技术可以让飞船在旅行过程中,利用电磁场从星际介质中攫取氢气,并将其充分压缩形成核聚变,从而形成驱动飞船的推力。巴萨德冲压发动机在科幻小说作者中非常受欢迎,因为这种发动机永远不会耗尽燃料,而是在飞行过程中进行补给。

此外,报告中还提到了“光束能量方式”,不过这些对于很多空间科学家来说似乎都是不可能实现的科幻想法。该报告还提及,NASA创新先进概念(NIAC)项目已经在支持一项“驱动晶片大小的、速度可达0.1c的太空飞船的能量推力”的研究。这一目标或许听起来有些耳熟,这并不奇怪。因为另一项叫作定向能推进星际探索(DEEP IN)的受质疑的项目,也是米尔纳“突破摄星”计划的灵感。

但哈佛大学天体物理学家、给米尔纳提建议的Avi Loeb则对此项目非常感兴趣。他表示,自己已经发表了两篇相关文章。“这比人类登上月球更加具有挑战。”他说,因为其中涉及到当前许多现有技术尚不能达到的地方。“未来几年将是振奋人心的。我们的荣誉就要依赖这项工程了。”

NIAC将成为NASA星际项目研究最适宜的家。华盛顿特区NIAC项目执行官Jason Derleth 说,该机构正在资助“接近科幻小说但却并不过分”的研究项目。他对国会的新兴趣表示欢迎。“任何人只要对我们正在做的事情有兴趣,对这个机构来说就是一件好事。”

那么,未来究竟是NASA还是米尔纳带领“突破摄星”计划呢?Loeb表示,他觉得两者有可能合作。“我们要注意的地方应该是那个球,而不是谁会拿着它。”他说。(冯丽妃)

《中国科学报》 (2016-06-06 第3版 国际)
 
更多阅读
 
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
以下评论只代表网友个人观点,不代表科学网观点。 

目前已有0条评论
相关新闻 相关论文

图片新闻
三体是灾难?快来了解宇宙中的“两体” 我们的太阳系未来会怎样
气候变化下的植树造林方案 中科院电工所研制世界最高磁场超导磁体
>>更多
 
一周新闻排行 一周新闻评论排行
 
编辑部推荐博文
 
论坛推荐