霍金的突破摄星计划困难重重，这项技术或能解决一大难题

三体迷【地球往事专栏】想必大家应该还记得霍金在今年四月份宣布的「突破摄星计划」吧。这可谓是人类史上最雄心勃勃的太空探索计划之一。突破摄星计划旨在用激光束将纳米帆船加速到光速的20%，并在20年内抵达距离太阳系最近的4.3光年外的恒星系半人马座α星，迈向人类星际探索的新篇章。

用激光驱动的纳米帆船

显然，这一惊天计划的难度是非常巨大的。比如，在20年的太空之旅中，要如何保证安装在这么微小而脆弱的探测器上的电子元件不受损。美国宇航局和韩国科学技术研究所指出，霍金的突破摄星计划不得不面对宇宙辐射的考验。太空中的高能宇宙射线会对纳米帆船上的二氧化硅层造成严重的损害。也就是说，在纳米帆船抵达目的地之前，其功能可能就早已失效了。

漂泊在太空中的纳米帆船

要怎么解决这一难题呢？研究人员介绍道，我们可以考虑让探测器走宇宙射线最少的路线，但是这样会大大增加其行程，且无法保证最少的宇宙辐射不会对微小的探测器产生损害。另一种方案是给电子元件加防护罩，但是这无疑会增加探测器的体积与质量，从而使其难以达到光速的20%。

于是，研究人员提出了第三种方案——让纳米帆船在飞往半人马座α星的旅途中具备自我修复辐射损害的能力。NASA的研究人员表示，自我修复芯片已经提出很多年了。韩国科学技术研究所（KIST）目前正在研发的名为「gate-all-around」的纳米线晶体管或能解决这一难题。研究人员称，使用这种纳米线晶体管，通过电流对纳米帆船上的芯片加热或能有效地恢复其因暴露在辐射中而产生的损害。

当然，这还只是一个假设性的解决方案，并未通过其他科学家的同行评审。不过该研发团队表示，这项技术将使得类似突破摄星计划这样的远距离星际探索任务在技术上更加可行。

雄心勃勃的突破摄星计划

值得一提的是，霍金的突破摄星计划的难度远不止于此。除了纳米帆船自身的功能还有大量难题要攻克外，漫长的宇宙之旅对于微小而脆弱的探测器来说是凶险异常的。不仅要解决上述的辐射损害，纳米帆船还要面对与宇宙尘埃和气体相撞的危险。突破摄星计划的科学团队曾做了一系列实验对其中的风险进行评估。结果发现，纳米帆船与宇宙尘埃碰撞是最致命的。这意味着可能不得不为纳米帆船加装上一定程度的防护罩。

毋庸置疑，在这一雄心勃勃的计划真正能付诸实践之前，还有大量的研究要做。不过，不管多么艰难，这一切都是人类早晚要做的事。不是吗？