StarShot Hawking-Milner是否有可能?



常识告诉我们,要飞向另一个恒星系统,要么需要一种新型的推进系统,要么需要几代人的耐心,要么需要克服物理定律。 但是,如果您拒绝派人或传统的太空飞船-您能提出更好,创新和简单的技术吗? 前一年,一组科学家撰写了一篇论文,论述了如何将一系列激光器与太阳帆的概念结合起来,以制造出带有“激光帆”的太空船。 从理论上讲,当前的技术,再加上极轻的宇宙飞船(“太空芯片”),可以使我们在一个人的生命中到达最近的恒星。

这样的项目的优点是惊人的:

•这种船的大部分能量不是来自一次性火箭燃料,而是来自能够重装的激光。
•宇宙芯片的质量非常小,因此它们可以以接近光速的极高速度分散。
•随着当前电子产品小型化的成功以及非常轻便耐用的材料的创造,我们确实可以创造出有用的设备并将其发送很多年。

这个想法不是什么新主意,但是新技术的开发(已经可用,以及将在20到30年内可用)将使这一机会成为现实。



此外,由于亿万富翁尤里·米尔纳(Yuri Milner)向该项目的“ 突破倡议 ”( Breakthrough Initiative)捐赠了1亿美元,似乎人类仍在向人们伸出援手。 这个概念已被许多认真的科学家认可,因为技术发展非常迅速。 纳米材料正在变得越来越好,我们可以期望我们可以建造一个重1克,面积1平方米的帆,能够反射激光束。 激光技术的最新进展之一是能够将激光组装成一个大阵列,将其聚焦在一个目标上的能力。 随后激光功率和准直度的提高意味着激光可以将目标加速到加速,从根本上超过了1990年代激光的能力。



在太空中建立了巨大的激光器阵列后,将它们对准一克重的反射帆并不断向其射击,我们可以将这些cosmochip加速至超过60,000 km / s的速度,即光速的20%左右。 以这种速度,它们将在22年内到达最近的恒星系统,并且我们将能够在100年内飞往我们所知道的最近的100个系统。 激光阵列的大小将需要一个巨大的空间:大约100km²,大约相当于列支敦士登州面积的2/3。 但是与他一起,问题仅在于成本,而不在于技术限制。



看起来好得难以置信。 实际上,在描述该项目时,并未提及其几个缺点

•将在地球表面而不是太空中构建一系列激光器。 创建和维护起来更容易,更不用说它的价格要低50倍,但是大气层会散射光,因此只有一小部分到达cosmochip。 更少的光线意味着更少的加速度,而更低的行进速度会使项目更具吸引力。

•如果任何类型的水流进入帆等结构,它将产生角动量并使它旋转。 尚不清楚如何在不使用船上重型稳固装置的情况下防止此类帆旋转并失控。

•即使达到目标,也无法放慢速度或将信息传输到地球。 到目前为止,如此小的宇宙芯片可用的能量不足以将任何我们能探测到的东西传输到地球。

•最后,是金钱:1亿美元似乎是很多钱,但这还不到该项目成本的1%,更不用说尚不存在的技术开发了。

希望能够解决其中一些问题,但是到目前为止,从科学的角度来看,这些问题还没有完全解决。 激光准直技术会有所改善吗? 我们是否会建立一个巨大(或功能强大)的阵列,使其可以将足够大量的能量传递给激光帆? 我们会建造一个更薄,更大的帆,以便获得更大的推动力吗? 即使帆的反射率达到99.9995%,它还能承受千兆瓦激光,还是会吸收0.0005%的能量来摧毁它?



旋转问题呢? 我们是否会发明和开发能够稳定帆旋转的纳米陀螺? 如果不是,我们是否可以将他引向另一个恒星系统,或者他会飞向他将要飞行的地方,即使误差只有0.1%,也可能导致数十亿公里的失误? 传输问题呢? 我们会在每艘船的发电机中放入少量的-238吗? 我们会依靠尚未开发的新技术来传输信息吗? 考虑到即使距离旅行者只有0.002光年的距离的大多数工具也无法与地球通信,我们如何希望单芯片芯片能够向我们发送1000倍以上的信息呢?


对数距离刻度显示旅行者号航天器,我们的太阳系和离我们最近的恒星进行比较

后一个问题可能是最困难的。 正如行星科学家布鲁斯·贝茨(Bruce Betts)所说:

如果您可以飞入森林并看见一棵树倒下,但是您能告诉任何人,这有什么不同吗?

这也许是该项目中最困难的问题:我们是否仅花费数百亿美元来将一克重的人造物从地球运送到深空地,以致我们再也不会收到来自它们的消息?

我并不是说这不是必需的,只是说实话项目存在的问题。 如果我们这样做,我们必须做对并尽可能多地尝试。 这是一个了不起的机会,需要进一步探索,但是1亿美元和我们最先进的技术甚至还没有开始使我们更加接近我们的目标。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN403015/


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