星际旅行可能吗？天文学家的回答你可能不会认为

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星际旅行几乎是每个孩子的幻想，也是科幻小说的一个主要主题，大胆探索一个从来没有人去过的似乎很幻想的星球。事实上，随着火箭和太空探测器的发展，我们也将思考一个问题:星际殖民能实现吗？或者，在这个遥远的梦之前，我们能向遥远的行星发射探测器，看看那里有什么吗？

图片来源:波多黎各大学行星宜居性实验室阿雷西博

事实上，星际旅行在技术上是可行的，因为没有任何物理定律可以禁止它然而，这并不意味着它不困难，也不意味着它可以在本世纪实现。星际旅行非常麻烦

走出太阳系

从某种程度上说，人类现在已经达到了阿德阿斯特拉的阶段目前，有几个探测器远离太阳系，永远不会回来。美国宇航局的先锋计划、航海家计划和新视野号探测器已经开始了他们的漫长旅程。旅行者号探测器现在位于太阳系边界之外，这是由太阳风粒子的范围决定的。在这个边界之外，太阳风粒子的数量比银河系中的其他粒子要少

旅行者1号和探测器2号已经位于太阳系之外(图中右侧)。椭圆表示太阳风层，被定义为太阳系的边界。来源:美国国家航空航天局

现在我们有了阿斯特拉探测器。它们的速度大约是每小时数万英里，听起来非常快。然而，他们并没有前往某个特定的恒星，因为之前的任务是探索太阳系中的行星。如果探测器能够到达最近的半人马座比邻星(大约4光年远)，那将是8万年后。

美国国家航空航天局在80，000年内不应该支持这个项目。此外，当这些飞机飞行到一半时，它们的核电池将耗尽，它们将成为穿梭于太空的一片废铁。虽然这不是毫无意义地向星际空间扔垃圾，但它可能不是你想象中的星际航行。

新视野轨道

高速飞行器

为了使星际旅行更合理，探测器必须飞得更快，至少约为光速的十分之一以这个速度，它可以在几十年内到达比邻星，几年后发回图像。发射探测器的科学家在他们的一生中可能仍然会看到这些图像。

但是达到这个速度需要相当大的能量一种方法是在飞机上装载大量的燃料，但是过多的燃料也会增加质量，使飞机更难加速。一些核动力飞机的设计尝试了这种方法，但它和把数千枚原子弹放进火箭一样不可靠。也许一个更有希望的想法是携带一定量的能量，然后在旅程中通过其他方式将其转移到飞机上。例如，使用激光，激光辐射可以用于远距离传输能量。如果飞机能接收到能量，它就能继续前进。

突破了卫星拍摄计划的想象地图，用激光照亮船帆来驾驶飞机。来源:scitech europa

这是突破性的星际射击计划的主要想法，该计划旨在设计一种能够在几十年内到达最近的恒星的飞机。该计划的总体内容是建造一台功率为100千兆瓦的巨型激光器，向地球轨道上的一架飞机发射激光。这架飞机需要配备一个具有高反射率的巨大太阳帆。当激光照射在太阳帆上并弹开时，光子的动量反转。由于动量守恒，飞机获得向前的动量。如果我们继续用这种激光照射飞机10分钟，并希望它能达到光速的1/10，那么这架飞机的重量只能达到1克左右。你没有错，这基本上是一个回形针的重量。

物理学家斯蒂芬·霍金和投资者尤里·米尔纳共同宣布了突破性卫星项目，正式发射

蚂蚁飞船

100GW激光器本身比现有的最高功率激光器高出几个数量级。为了让你感觉到这个数量级，100千兆瓦基本上是美国所有核电站的总容量。

突破性卫星摄影计划激光阵列想象地图，来源:sciencemag

至于飞机，它只能像回形针一样重，但它还必须包括照相机、计算机、电源、电路系统、外壳、可与地球通信的天线和太阳帆。

太阳帆必须接近100%的反射率，因为激光的功率太大，即使它只吸收一小部分激光能量，它的温度也会急剧上升并直接融化掉，这对飞机极为不利。一旦

加速到光速的十分之一，真正的旅程就开始了。在40年内，这架飞机必须经受住来自星际空间的考验。它将受到许多高速尘埃粒子的影响。如果灰尘颗粒很小，它们在高速行驶时会造成很大的损害。还有来自太阳或遥远超新星的宇宙射线(高能粒子)，在整个旅程中不断轰击飞机，并可能损坏其脆弱的电路。

突破性卫星拍摄计划能否实现？理论上，它可以如前所述，没有任何物理定律可以推翻这个计划的任何部分，但这并不意味着它不困难，甚至在我们目前的技术水平或未来可能达到的水平下也不可能。人类真的能制造出如此小巧轻便的飞机吗？这样高功率的激光器能制造出来吗？这架飞机能胜任高空的许多挑战吗？这些问题的答案不是简单的“能”和“不能”。真正的问题是人类是否真的愿意花很多钱去探索他们的可能性。

参考

1。维基百科全书

2。天文术语

翻译:Xeno

作者:保罗·萨特-天文物理学家

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