光本身能让我们到达另一颗恒星吗?

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半人马座阿尔法星是离我们最近的恒星系统,距离仅略超过四光年,几代以来一直吸引着天文学家和讲故事的人。使用传统火箭,到达那里需要几十万年,即使是猎户座飞船也需要大约10万年。但德克萨斯农工大学的一组研究人员认为,他们可能已经朝着一种能让我们在短短20年内到达那里的技术迈出了初步的第一步。


他们的秘密……是利用光本身。


这张展示亮星半人马座AB周围天空的图像还显示了远为暗淡的红矮星比邻星,它是距离太阳系最近的恒星,或许会成为我们首艘光推进星际飞行器的目的地(来源:数字化巡天2号)

光可以推动物体的想法并不新鲜。阳光会对它接触到的所有物体施加微小但可测量的压力,配备太阳帆的航天器已经证明,在无摩擦的太空环境中,仅靠光子就能提供有用的推力。但德克萨斯农工大学的团队将这一概念推向了真正新颖的方向。他们创造了一种被称为元射流的微型装置,仅用激光束就能在三维空间中对其进行升降和操控,且完全无需物理接触。


可以这样理解。当球从墙上弹开时,它在改变方向的同时会将部分动量传递给墙。光从太阳帆这类物体上反射时,情况完全相同。这种力在日常生活中微乎其微,但在太空的失重环境下,即使是微小的力也会不断积累。只要有足够的时间和足够强大的激光,这些力积累起来就能达到惊人的速度。


IKAROS的艺术家印象图,这是首个搭载太阳帆飞行的空间探测器,其太阳帆采用典型的方形结构,面积近200平方米(图片来源:AndrzejMirec

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