為什么說真正讓人類深刻體會到宇宙有多浩瀚的是旅行者一號?
它飛了整整48年,卻只到達255億公里的地方,這個數字連1光天都不到,而離太陽最近的恒星比鄰星遠在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科學家正式啟動了人類史上最激進的突破射星計劃。
這到底是科幻狂想,還是即將實現的星際突破?
今天咱們來聊一聊這個瘋狂的星際探索任務到底是怎么布局的。
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突破射星計劃最早由著名物理學家霍金提出。
從2016年起,匯集了全球眾多頂尖科學家,因為人類已經認識到,想要飛出太陽系,現有的探測器都做不到,而恒星和恒星之間的距離動不動就是幾光年。
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人類現有的航天器全靠化學燃料推進這種傳統動力想飛到最近的恒星系統至少是數萬年起步,這還只是時間問題。
真正的難題是探測器在超高速度下的能源供給怎么解決,信號怎么穩定傳回地球,這才是科學家們最頭疼的問題。
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目前,人類發射的旅行者一號探測器已經在太空飛行將近半個世紀,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40萬億公里。
就算一艘光速飛船以每秒30萬公里的速度飛行,也需要4年多才能抵達。
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早在1915年,愛因斯坦提出的廣義相對論告訴我們,任何有質量的物體永遠無法達到光速,更別說超光速飛行,因為所有星際旅行方案都要面對。
與動力、續航、時間這三大難關,就在這樣看似無路可走的背景下,突破射星計劃誕生了。
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它的終極使命就是打破星際距離的枷鎖,率先把人類探測器送到別的恒星系統,開啟真正意義上的星際探測時代。
理論上,突破射星計劃能在太空以光速10%~20%的速度飛行,在30年左右時間內到達距我們最近的半人馬座阿爾法星系,那是一個由三顆恒星組成的系統。
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星是一對雙星系統,互相圍繞共同制星旋轉,公轉周期長達79年。
這兩顆恒星的大小、質量與太陽高度相似,而比鄰星是一顆紅矮星,有三顆行星圍繞它公轉,所以突破射星計劃直接把核心目標鎖定在了三星系統里的比鄰星,因為它是目前人類唯一百分百確認且擁有多顆系外行星的恒星。
其中比銀星幣是公認最有希望孕育生命的宜居星球。
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大家可以腦補一個畫面,一枚探測器從地球出發,穿越星際升空,抵達比鄰星附近,近距離拍下行星表面實景,再把高清影像傳回地球。
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答案很現實,地面望遠鏡甚至詹姆斯韋伯望遠鏡都有分辨率上限,距離4.2光年的戲外行星在望遠鏡里只是一個微弱光點,根本看不清地表細節、大氣環境,有沒有海洋和陸地。
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想要親眼看清比鄰星行星的真實樣貌,唯一可行的辦法就是讓探測器親自上門實拍,按傳統化學動力計算,現有最快探測器飛到比鄰星至少要7萬年,完全沒有現實意義。
而突破射星計劃就是用一套顛覆性的全思路繞開傳統航天的短板。
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它不造巨型飛船,反而研發數千個微型迷你探測器,個頭只有幾厘米,重量僅僅幾克,每一個都自帶超薄負荷光帆。
先由大型母船把成千上萬枚微型探測器送入高地球軌道,探測器展開由碳纖維桁架支撐的超薄光帆,面積可達上千平方米。
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在離開地球引力的初始階段,他們先依靠太陽光壓緩緩調整姿態,積累速度,向古代的帆船借助季風駛出港口。
當艦隊進入深空巡航軌道后,地面建造的巨型激光陣列啟動,集中高能光束持續照射探測器的光帆,靠光壓進行二次加速,把速度推向極限。
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整個計劃的終極目標是把這些微型探測器加速到光速的10%~20%。
只要有一小部分探測器能順利挺過漫長航程,并完好抵達目標空域,整個任務就算成功。
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一旦探測器順利抵達比鄰星空域就能對準最受關注的比鄰星地上空拍攝高清畫面。
別看探測器個頭小巧,搭載的微型攝像和探測設備分辨率極高,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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最讓人感慨的一點是探測器拍完畫面之后,信號以光速傳回地球依舊要走上4年多,說不定我們這輩子真的有機會親眼看到太陽系外行星的真實畫面,這是過去想都不敢想的事情。
按照計劃,探測器預計2036年前后出發,2060年左右抵達半人馬座阿爾法星,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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其實很多時候我們都會忍不住思考,人類執著于飛向星辰到底為了什么?
是不甘永遠被困在地球,是想尋找第二個宜居家園,還是想確認宇宙中人類不是唯一的智慧生命?
或許再過幾十年,我們就能親眼看到比鄰星幣的山河火海,到那時人類的星際時代才算真正拉開。
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