半人马座比邻星(Proxima Centauri)是离太阳最近的一颗恒星，它周围发现了一颗可能与地球类似的行星，这一发现引发了人们对外星世界是否可能存在生命的兴趣——如果是的话，人类有朝一日可能会如何向这颗新发现的行星发射太空探测器。

 

尽管这颗被称为Proxima b的行星是迄今为止发现的距离地球最近的外星世界，但它仍然位于4.2光年之外，今天刚刚在百度搜素198彩注册，发现现在开户可以找总代申请198198彩网址注册彩金，真的假的呢？，相当于大约25万亿英里(约合1.6万亿公里)。因此，如果人类想近距离观察新发现的外星世界，还需要一些技术上的距离来弥补。

 

到达另一颗恒星需要比化学火箭快得多的东西。所谓的突破Starshot项目,4月公布了由亿万富翁尤里•米尔纳(Yuri Milner)和著名物理学家斯蒂芬·霍金,提出利用激光将很小,wafer-size飞船光速的一部分,并让它航行在弹道路径附近恒星——在这种情况下,半人马座阿尔法星,位于距离地球大约4.3光年。

 

据“突破摄星”官员称，这颗微型探测器的速度将达到光速的20%左右，使其在大约21年内到达半人马座阿尔法星(严格来说，是伴星比邻星)。与之相比，人类发射过的速度最快的宇宙飞船是:旅行者1号和旅行者2号，分别以每小时38,600英里(62,000公里/小时)和36,000英里(58,000公里/小时)的速度飞行;新地平线号探测器，以每小时36,400英里(58600公里/小时)的速度在太空中快速飞行。如果这些宇宙飞船中的任何一艘从地球出发前往半人马座阿尔法星系，它们将在大约78,000年后到达比邻星，大约需要一个世纪。

 

突破Starshot

 

加州大学圣巴巴拉分校(University of California, Santa Barbara)的宇宙学教授菲利普·卢宾(Philip Lubin)在一篇名为《星际飞行路线图》(a Roadmap to Interstellar Flight)的论文中，概述了建造“突破摄星”(Breakthrough Starshot)之类探测器的技术途径。他在今年4月发表在《英国星际学会杂志》(Journal of the British Interplanetary Society)上的研究报告中表示，大部分工作必须致力于开发更好的激光技术。

 

例如，飞船将使用的激光被称为相控阵。相控阵被用于雷达——这就是为什么现代海军舰船没有大的旋转天线。这些阵列不是用一个大天线产生信号，而是使用许多小天线来调整信号的相位，使所有的波都是同步的。[视频:比邻星的外星星球比你想象的要近——用正确的飞船]

 

“在雷达中这是很常见的，”卢宾告诉Live Science。“在船上，这是一项被广泛理解和成熟的技术。真正的诀窍是短波长，大约1微米。这是一个不同的技术基础。”(1微米是百万分之一米，属于光谱的近红外部分。

 

卢宾说，相控阵激光器已经在实验室中制造出来，但还没有达到突破摄星计划所需的规模。规模很重要;一般来说，数组的大小必须变得更大，你希望你的光束走得越远，并集中在一个小的区域。

 

另一个问题是激光功率和效率。“我们更愿意在0.5微米的环境下工作，但这种技术并不存在，”卢宾说。另一方面，约1.06微米的镱激光器是可用的，并可能进一步发展。

 

卢宾使用1微米波长作为基线，因为如果激光是地面的，它将更容易穿透大气层。他说，较长的波长需要更多的能量才能穿透空气，一些较短的波长也需要，而这些波长也会被云层或其他大气效应所阻挡。他补充说，将阵列送入轨道是有可能的，但这将增加该项目的成本。

 

另一个问题是，你可以运行一个强大的激光多久。卢宾说，军方正在研制的用来击落导弹的激光，甚至是用来防御小行星的激光，脉冲非常短，只有不到一秒钟的时间。聚变能量实验中使用的超强激光也是如此。一个星载激光器可能至少需要运行几分钟。这项技术还没有开发出来。

替代方法

 

除了“突破摄星计划”，还有其他关于星际旅行的设想。上世纪70年代，英国星际学会(British Interplanetary Society)提出了第一项名为“代达罗斯计划”(Project Daedalus)的聚变动力航天器的提议。代达罗斯号将搭载一个由聚变火箭驱动的两级航天器，其速度可以达到光速的12%左右，从而到达附近的一颗恒星。后来，伊卡洛斯计划，来自伊卡洛斯基金会(由英国星际学会和Tau Zero基金会资助)提出了一个“代达罗斯之子”计划，研究改进部分老代达罗斯的设计。上世纪80年代，美国海军学院(U.S. Naval Academy)的一个团队撰写了“远射计划”(Project Longshot)研究报告，该研究假定一艘宇宙飞船将在100年后抵达半人马座阿尔法星(Alpha Centauri)。[扭曲的物理学:光速旅行的10个效应]

 

但是卢宾说，核聚变可能不是最好的选择。他说:“活性燃料的质量和废气的转化率只有1%。”换句话说，燃料中的能量不会转化成很大的速度。除此之外，航天器还必须携带燃料，这增加了它的总体质量。另一个巨大的挑战是:目前还没有人想出建造聚变反应堆的方法，这使得代达罗斯计划暂时不切实际。卢宾说:“代达罗斯号不可能成功。

 

离子发动机，就像美国国家航空航天局(NASA)的黎明号(Dawn)宇宙飞船上使用的发动机一样，可以提供高排气速度，并在很长一段时间内加速宇宙飞船。黎明号宇宙飞船于2007年发射升空，研究火星和木星之间主要小行星带中两个最大的物体。但是，卢宾说，离子发动机仍然不够强大，不足以在不到千年的时间里把太空探测器带到半人马座阿尔法星。再一次，航天器将不得不携带太多的燃料。

 

另一个强大火箭的想法是猎户座计划的基础，该计划提出使用核弹推动宇宙飞船进入轨道。“这真的是为了进入轨道和围绕太阳系，昨天一个198彩平台玩家联系上了198彩总代理 ，总代理团队非常欣慰，于是送给他了一个大红包优惠奖励。，”卢宾说。“它的速度不够快(无法到达比邻星)。”

 

他说:“核动力火箭的设计提供了很大的推力，但是它们的质量很大，而且仍然无法解决需要携带大量燃料的问题。”

 

科幻与事实

 

卢宾说，产生足够能量的唯一选择是反物质，今天刚刚在百度搜素198彩注册，发现现在开户可以找总代申请198198彩网址注册彩金，真的假的呢？，但这也带来了另外两个问题:一个是简单地控制反应和排放，因为物质和反物质通过相互湮灭产生能量，并以光子和带电粒子的形式产生能量。只有带电粒子才能被导向产生推力，但它们并不是湮灭产物的很大一部分。

 

另一个问题是，产生反物质并将其储存起来是很困难的。即使是制造几个反物质原子，也需要像欧洲核子研究中心(CERN)那样的精密设备。欧洲核子研究中心拥有世界上最大的粒子加速器，其中包括瑞士日内瓦附近的大型强子对撞机(Large Hadron Collider)。根据2011年6月发表在《自然物理》(Nature Physics)杂志上的一篇论文，欧洲核子研究中心(CERN)的研究人员成功地将几百个反氢原子捕获了16分钟。

 

反物质自然存在于地球上层大气中，数量很少，靠近木星这样的气态巨行星。反物质被用于正电子发射断层扫描(PET)，但获取反物质的方法尚未开发出来。

 

这使得定向能——也就是激光——成为最佳选择，卢宾说。这种方法不需要携带燃料，因为它可以有效地留在地球或地球轨道上。卢宾说，这种基于激光的技术几乎已经成熟到足以让星际旅行成为现实，尽管这还需要几十年的时间来发展。

 

那么最大的缺点是什么呢?你不能让飞船停下来，因为驱动它的激光引擎已经回到地球上了。这意味着工程师们可能不得不开发一些混合系统——可能包括探测器上的激光——来减慢速度，但这会增加航天器的质量。卢宾说:“我多年来一直在谈论这个问题。“我真希望有人能解决这个问题。”