去半人马座阿尔法星，可以吗？

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　　米尔纳展示的星芯片。 新华社发

　　如果不是“网红”霍金的“站台”，“突破摄星”很可能像其他航天项目一样，淹没在众多科幻畅想之中。宇宙那么大，人类一直都在想着怎么出去看看。

　　4月13日，在开通微博的第二天，霍金就宣布：他与俄罗斯投资大亨尤里·米尔纳一起，启动了“突破摄星”的计划。希望在一代人内，研发出一种“纳米飞行器”，并用激光器，将其加速到五分之一光速，用20年左右的时间飞到距离地球4.37光年的半人马座阿尔法星附近。

　　所有计划基于现有科技 

　　霍金在微博中写道，“突破摄星”的计划旨在研发出一台“纳米飞行器”，那是一台质量仅为克级的自动化太空探测器，然后通过光把它的速度推到五分之一光速。据了解，这个纳米飞行器主要由两个部分组成，一个是计算机芯片大小的“星芯片”，一个是不过几百个原子厚度的太阳帆，“计划是基于现有的或者将来会有的技术。”

　　在发布会上，米尔纳展示了星芯片的成品原件，捏在他的手里，只有两三平方厘米那么大，据其介绍，制造成本也仅相当于一部苹果手机，“它就像一个大尺寸的邮票，装备了摄像头、光速推进器、动力、导航和通讯设备。”另外，太阳帆也不是一个最新的话题。早在400年前，著名天文学家开普勒曾观察到，彗星烟雾状的尾部会在太阳光的影响下变形，于是猜测，太阳光具有一定的推力。2001年7月，人类第一个太阳帆“宇宙一号”发射升空。2010年5月，第一个具有实用价值的太阳帆飞船——“伊卡洛斯探测器”成功发射，并向金星飞去。

　　如何加速？ 

　　由于太阳光的压力极其微弱，一平方公里面积上的阳光压力总共才只有9牛顿，所以要想使太阳帆真正借助太阳光的推力进行加速，那么太阳帆飞船首先要做的事情，就是用火箭将其运送到太空之中，因为那里没有空气阻力。

　　“突破摄星”计划中的纳米飞行器也是如此，它需要先借助火箭飞向太空，然后在太空中打开太阳帆，接收来自外界的推力。但是，如果要想在短时间内将速度加速到五分之一光速，显然仅靠太阳光的推力是不够的。

　　根据计划的公开内容，为了给太阳帆提供足够的动力，他们会在地球上（也有说是在月球上）建立强力激光器，用激光来推动光帆。在计划公布的效果图中也能看到，地面上建成的成排成列的激光器会同时向太阳帆发射一束光，从而为其提供推力。

　　那么，多大的激光束才可以让其加速到五分之一光速呢？中国科学院研究员张斌（化名）向南方日报记者表示，1克物质被加速到光速的五分之一，需要的能量相当于三峡大坝好几年的放电量总和。

　　在这一计划中，被设计的有效加速距离为200万千米（地月平均距离的五倍），如果要想在这段距离完成加速，就需要输出功率为1000亿瓦的激光器，然后照射在一个展开面积不小的极薄光帆上。这样的一个过程，仅历时几十分钟。

　　据了解，目前已知最强的激光束LFEX的峰值功率可达2千万亿瓦，相当于全中国接收到的阳光功率总和。这也意味着，要想达到1000亿瓦的输入功率，这样的激光束至少需要5000个，这必将会是一笔不菲的投入。不过，也不排除几十年之后，激光技术的发展，为其扫除障碍。

　　当然，在为其提供推力方面，也有另一种猜测，飞船获得的推力不仅一次。人类可能在地球（或者月球）表面建立激光架，为其提供首次推力；还会在火星上也建立激光架，为其第二次提供推力，从而达到五分之一光速的速度。

　　此外，这样高能量的激光束也为太阳帆的材料提供了新的要求：它必须足够耐热，保证不被烧毁，并且还能充分吸收激光带来的推力。这样的材料，在今天显然是没有的。现有的太阳帆，仅仅是接收太阳的光压，在耐热度上不可同日而语。

　　如何导航？ 

　　当激光束为其加速到五分之一光速之后，它将会在宇宙的真空中，不断加速飞向半人马座阿尔法星。但是，它依然会面临一个巨大的技术挑战。这意味着，在给予其推力的时候，不仅要计算好它的航行轨道，还要考虑到其他所有的遭遇的可能。

　　“太阳系已知的行星轨道是清楚的，飞船的航行轨道可以计算出来。但是飞出太阳系之后，那些奥尔特云里面未知的矮行星还有很多，以及数亿的奥尔特云物质，这些都是无法预测的。”张斌说。这意味着，在给予芯片推力的时候，还要考虑芯片的飞行轨迹。“要想在一个精确的轨道上飞向半人马座阿尔法星，对于太阳帆的打开角度有着很高的要求。这也许正是要发射一千个纳米飞船的原因——用数量增加到达的概率。

　　当然，也不排除另外一种可能。就像米尔纳在发布会上所说的，那个几厘米立方的“星芯片”具备导航功能。不过，张斌在研究了他们的项目规划后发现，规划中并未详细提及有关导航的技术实现可能，由于自身不携带动力，所以导航很难实现。

　　不过，正如尤里·米尔纳在发布会上所说：“我和霍金想表达的是，这是历史上第一次明确地说，星际航行是一个可实现的目标。”也像霍金所言：“什么是让人类独一无二的品质？在我看来，超越极限是我们独有的品质。今天，我们迈出了驶向宇宙的又一大步，因为我们是人类，我们的本质就是飞翔。”

　　关键点1.根据计划公开的效果图显示，在地面上（地球或月球）建成成排的激光器，同时向太阳帆发射光束,让纳米飞行器的太阳帆接纳光功能。

　　关键点2.高能量的激光束对太阳帆的材料提出了新的要求，材料必须足够的耐热而不是被烧毁。而且要能充分吸收激光束带来的推力。

　　关键点3.离开太阳系之后奥尔特里的矮行星和物质都是无法预测的，意味着必须要有精确的导航，才有可能让纳米飞行器实力抵达半人马座阿尔法量。　　（记者 王伟凯 统筹 张志超）