為什么說(shuō)真正讓人類深刻體會(huì)到宇宙有多浩瀚的是旅行者一號(hào)?
它飛了整整48年,卻只到達(dá)255億公里的地方,這個(gè)數(shù)字連1光天都不到,而離太陽(yáng)最近的恒星比鄰星遠(yuǎn)在4.2光年之外。
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為此,霍金和尤里米爾納以及眾多全球頂級(jí)科學(xué)家正式啟動(dòng)了人類史上最激進(jìn)的突破射星計(jì)劃。
這到底是科幻狂想,還是即將實(shí)現(xiàn)的星際突破?
今天咱們來(lái)聊一聊這個(gè)瘋狂的星際探索任務(wù)到底是怎么布局的。
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突破射星計(jì)劃最早由著名物理學(xué)家霍金提出。
從2016年起,匯集了全球眾多頂尖科學(xué)家,因?yàn)槿祟愐呀?jīng)認(rèn)識(shí)到,想要飛出太陽(yáng)系,現(xiàn)有的探測(cè)器都做不到,而恒星和恒星之間的距離動(dòng)不動(dòng)就是幾光年。
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人類現(xiàn)有的航天器全靠化學(xué)燃料推進(jìn)這種傳統(tǒng)動(dòng)力想飛到最近的恒星系統(tǒng)至少是數(shù)萬(wàn)年起步,這還只是時(shí)間問(wèn)題。
真正的難題是探測(cè)器在超高速度下的能源供給怎么解決,信號(hào)怎么穩(wěn)定傳回地球,這才是科學(xué)家們最頭疼的問(wèn)題。
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目前,人類發(fā)射的旅行者一號(hào)探測(cè)器已經(jīng)在太空飛行將近半個(gè)世紀(jì),可它僅僅飛了不到1光天的距離。
再看半人馬座阿爾法星,距離我們大約4.25光年,換算成公里的話,足足有40萬(wàn)億公里。
就算一艘光速飛船以每秒30萬(wàn)公里的速度飛行,也需要4年多才能抵達(dá)。
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早在1915年,愛(ài)因斯坦提出的廣義相對(duì)論告訴我們,任何有質(zhì)量的物體永遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到光速,更別說(shuō)超光速飛行,因?yàn)樗行请H旅行方案都要面對(duì)。
與動(dòng)力、續(xù)航、時(shí)間這三大難關(guān),就在這樣看似無(wú)路可走的背景下,突破射星計(jì)劃誕生了。
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它的終極使命就是打破星際距離的枷鎖,率先把人類探測(cè)器送到別的恒星系統(tǒng),開(kāi)啟真正意義上的星際探測(cè)時(shí)代。
理論上,突破射星計(jì)劃能在太空以光速10%~20%的速度飛行,在30年左右時(shí)間內(nèi)到達(dá)距我們最近的半人馬座阿爾法星系,那是一個(gè)由三顆恒星組成的系統(tǒng)。
分別是阿爾法A星、阿爾法B星以及比鄰星,也叫阿爾法C星。
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其中A星和B星是一對(duì)雙星系統(tǒng),互相圍繞共同制星旋轉(zhuǎn),公轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)達(dá)79年。
這兩顆恒星的大小、質(zhì)量與太陽(yáng)高度相似,而比鄰星是一顆紅矮星,有三顆行星圍繞它公轉(zhuǎn),所以突破射星計(jì)劃直接把核心目標(biāo)鎖定在了三星系統(tǒng)里的比鄰星,因?yàn)樗悄壳叭祟愇ㄒ话俜职俅_認(rèn)且擁有多顆系外行星的恒星。
其中比銀星幣是公認(rèn)最有希望孕育生命的宜居星球。
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大家可以腦補(bǔ)一個(gè)畫面,一枚探測(cè)器從地球出發(fā),穿越星際升空,抵達(dá)比鄰星附近,近距離拍下行星表面實(shí)景,再把高清影像傳回地球。
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答案很現(xiàn)實(shí),地面望遠(yuǎn)鏡甚至詹姆斯韋伯望遠(yuǎn)鏡都有分辨率上限,距離4.2光年的戲外行星在望遠(yuǎn)鏡里只是一個(gè)微弱光點(diǎn),根本看不清地表細(xì)節(jié)、大氣環(huán)境,有沒(méi)有海洋和陸地。
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想要親眼看清比鄰星行星的真實(shí)樣貌,唯一可行的辦法就是讓探測(cè)器親自上門實(shí)拍,按傳統(tǒng)化學(xué)動(dòng)力計(jì)算,現(xiàn)有最快探測(cè)器飛到比鄰星至少要7萬(wàn)年,完全沒(méi)有現(xiàn)實(shí)意義。
而突破射星計(jì)劃就是用一套顛覆性的全思路繞開(kāi)傳統(tǒng)航天的短板。
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它不造巨型飛船,反而研發(fā)數(shù)千個(gè)微型迷你探測(cè)器,個(gè)頭只有幾厘米,重量?jī)H僅幾克,每一個(gè)都自帶超薄負(fù)荷光帆。
先由大型母船把成千上萬(wàn)枚微型探測(cè)器送入高地球軌道,探測(cè)器展開(kāi)由碳纖維桁架支撐的超薄光帆,面積可達(dá)上千平方米。
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在離開(kāi)地球引力的初始階段,他們先依靠太陽(yáng)光壓緩緩調(diào)整姿態(tài),積累速度,向古代的帆船借助季風(fēng)駛出港口。
當(dāng)艦隊(duì)進(jìn)入深空巡航軌道后,地面建造的巨型激光陣列啟動(dòng),集中高能光束持續(xù)照射探測(cè)器的光帆,靠光壓進(jìn)行二次加速,把速度推向極限。
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整個(gè)計(jì)劃的終極目標(biāo)是把這些微型探測(cè)器加速到光速的10%~20%。
只要有一小部分探測(cè)器能順利挺過(guò)漫長(zhǎng)航程,并完好抵達(dá)目標(biāo)空域,整個(gè)任務(wù)就算成功。
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一旦探測(cè)器順利抵達(dá)比鄰星空域就能對(duì)準(zhǔn)最受關(guān)注的比鄰星地上空拍攝高清畫面。
別看探測(cè)器個(gè)頭小巧,搭載的微型攝像和探測(cè)設(shè)備分辨率極高,完全足以捕捉行星地表地貌、云層變化和明暗地形。
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最讓人感慨的一點(diǎn)是探測(cè)器拍完畫面之后,信號(hào)以光速傳回地球依舊要走上4年多,說(shuō)不定我們這輩子真的有機(jī)會(huì)親眼看到太陽(yáng)系外行星的真實(shí)畫面,這是過(guò)去想都不敢想的事情。
按照計(jì)劃,探測(cè)器預(yù)計(jì)2036年前后出發(fā),2060年左右抵達(dá)半人馬座阿爾法星,等到2060年代末,地球就能接收到跨越4.2公年傳回的星際石牌影像。
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其實(shí)很多時(shí)候我們都會(huì)忍不住思考,人類執(zhí)著于飛向星辰到底為了什么?
是不甘永遠(yuǎn)被困在地球,是想尋找第二個(gè)宜居家園,還是想確認(rèn)宇宙中人類不是唯一的智慧生命?
或許再過(guò)幾十年,我們就能親眼看到比鄰星幣的山河火海,到那時(shí)人類的星際時(shí)代才算真正拉開(kāi)。
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