为什么说真正让人类深刻体会到宇宙有多浩瀚的是旅行者一号?
它飞了整整48年,却只到达255亿公里的地方,这个数字连1光天都不到,而离太阳最近的恒星比邻星远在4.2光年之外。
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为此,霍金和尤里米尔纳以及众多全球顶级科学家正式启动了人类史上最激进的突破射星计划。
这到底是科幻狂想,还是即将实现的星际突破?
今天咱们来聊一聊这个疯狂的星际探索任务到底是怎么布局的。
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突破射星计划最早由著名物理学家霍金提出。
从2016年起,汇集了全球众多顶尖科学家,因为人类已经认识到,想要飞出太阳系,现有的探测器都做不到,而恒星和恒星之间的距离动不动就是几光年。
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人类现有的航天器全靠化学燃料推进这种传统动力想飞到最近的恒星系统至少是数万年起步,这还只是时间问题。
真正的难题是探测器在超高速度下的能源供给怎么解决,信号怎么稳定传回地球,这才是科学家们最头疼的问题。
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目前,人类发射的旅行者一号探测器已经在太空飞行将近半个世纪,可它仅仅飞了不到1光天的距离。
再看半人马座阿尔法星,距离我们大约4.25光年,换算成公里的话,足足有40万亿公里。
就算一艘光速飞船以每秒30万公里的速度飞行,也需要4年多才能抵达。
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早在1915年,爱因斯坦提出的广义相对论告诉我们,任何有质量的物体永远无法达到光速,更别说超光速飞行,因为所有星际旅行方案都要面对。
与动力、续航、时间这三大难关,就在这样看似无路可走的背景下,突破射星计划诞生了。
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它的终极使命就是打破星际距离的枷锁,率先把人类探测器送到别的恒星系统,开启真正意义上的星际探测时代。
理论上,突破射星计划能在太空以光速10%~20%的速度飞行,在30年左右时间内到达距我们最近的半人马座阿尔法星系,那是一个由三颗恒星组成的系统。
分别是阿尔法A星、阿尔法B星以及比邻星,也叫阿尔法C星。
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其中A星和B星是一对双星系统,互相围绕共同制星旋转,公转周期长达79年。
这两颗恒星的大小、质量与太阳高度相似,而比邻星是一颗红矮星,有三颗行星围绕它公转,所以突破射星计划直接把核心目标锁定在了三星系统里的比邻星,因为它是目前人类唯一百分百确认且拥有多颗系外行星的恒星。
其中比银星币是公认最有希望孕育生命的宜居星球。
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大家可以脑补一个画面,一枚探测器从地球出发,穿越星际升空,抵达比邻星附近,近距离拍下行星表面实景,再把高清影像传回地球。
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答案很现实,地面望远镜甚至詹姆斯韦伯望远镜都有分辨率上限,距离4.2光年的戏外行星在望远镜里只是一个微弱光点,根本看不清地表细节、大气环境,有没有海洋和陆地。
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想要亲眼看清比邻星行星的真实样貌,唯一可行的办法就是让探测器亲自上门实拍,按传统化学动力计算,现有最快探测器飞到比邻星至少要7万年,完全没有现实意义。
而突破射星计划就是用一套颠覆性的全思路绕开传统航天的短板。
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它不造巨型飞船,反而研发数千个微型迷你探测器,个头只有几厘米,重量仅仅几克,每一个都自带超薄负荷光帆。
先由大型母船把成千上万枚微型探测器送入高地球轨道,探测器展开由碳纤维桁架支撑的超薄光帆,面积可达上千平方米。
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在离开地球引力的初始阶段,他们先依靠太阳光压缓缓调整姿态,积累速度,向古代的帆船借助季风驶出港口。
当舰队进入深空巡航轨道后,地面建造的巨型激光阵列启动,集中高能光束持续照射探测器的光帆,靠光压进行二次加速,把速度推向极限。
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整个计划的终极目标是把这些微型探测器加速到光速的10%~20%。
只要有一小部分探测器能顺利挺过漫长航程,并完好抵达目标空域,整个任务就算成功。
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一旦探测器顺利抵达比邻星空域就能对准最受关注的比邻星地上空拍摄高清画面。
别看探测器个头小巧,搭载的微型摄像和探测设备分辨率极高,完全足以捕捉行星地表地貌、云层变化和明暗地形。
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最让人感慨的一点是探测器拍完画面之后,信号以光速传回地球依旧要走上4年多,说不定我们这辈子真的有机会亲眼看到太阳系外行星的真实画面,这是过去想都不敢想的事情。
按照计划,探测器预计2036年前后出发,2060年左右抵达半人马座阿尔法星,等到2060年代末,地球就能接收到跨越4.2公年传回的星际石牌影像。
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其实很多时候我们都会忍不住思考,人类执着于飞向星辰到底为了什么?
是不甘永远被困在地球,是想寻找第二个宜居家园,还是想确认宇宙中人类不是唯一的智慧生命?
或许再过几十年,我们就能亲眼看到比邻星币的山河火海,到那时人类的星际时代才算真正拉开。
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