從宇宙意義來(lái)說(shuō)，人類居住在一顆漂泊在深海的沙礫上。即使最近的兩顆星球之間，都相隔著無(wú)垠的太空。因此，人類要從一顆星球到另一顆星球之上，要穿越星際，必須歷經(jīng)千辛萬(wàn)苦。

當(dāng)我們仰望星空，希冀著我們有朝一日能踏上那顆星，很多人都覺得這不可能。畢竟，離我們最近的已知星系也在4光年之外。

讓我們來(lái)想一下：光要花上8分鐘20秒從太陽(yáng)表面到達(dá)地球大氣層。因此，當(dāng)你仰望太陽(yáng)，你臉上的熱度其實(shí)已經(jīng)在太空中穿梭了9000萬(wàn)英里，然后再到達(dá)你的皮膚。

但是光要從太陽(yáng)到達(dá)半人馬阿爾法星（太陽(yáng)系之外離我們最近的星系），則要花上4年半，才能完成這26000億英里的旅行?，F(xiàn)在我們對(duì)宇宙的距離有了點(diǎn)大概的認(rèn)知，如果我們向半人馬阿爾法星發(fā)送一艘火箭，我們要花上整整8萬(wàn)年才能完成此任務(wù)。因此，宇宙茫茫，星際穿越并不是一件容易事兒。挑戰(zhàn)繁多，問(wèn)題復(fù)雜，需要整個(gè)地球的無(wú)盡努力。但是科學(xué)家們卻說(shuō)，它是可能的。

因此當(dāng)上周二，也就是俄羅斯宇航員加加林宇宙航行的55周年紀(jì)念日，“Breakthrough Starshot（突破攝星）”計(jì)劃宣布時(shí)，整個(gè)世界突然意識(shí)到：我們這顆星球上還有這樣一群工程師、科學(xué)家、未來(lái)學(xué)家以及企業(yè)家，他們看到了一個(gè)美好的未來(lái)-----人類可以進(jìn)入到幽深神秘的宇宙，讓不可能的目的地半人馬座阿爾法星，變成可能。更激動(dòng)人心的是，英國(guó)理論物理學(xué)家霍金主導(dǎo)此計(jì)劃，俄羅斯億萬(wàn)富翁Yuri Milner向該計(jì)劃投資1億美元。加入此項(xiàng)目的大佬們還有Facebook CEO Mark Zuckerberg和NASA艾姆斯研究中心前任主席Pete Worden。

這并不是人類第一次考慮星際穿越旅行。在過(guò)去的年月中，星際穿越一直是科幻小說(shuō)家最喜歡的情節(jié)，但第一次讓它變成現(xiàn)實(shí)則是1970年代英國(guó)星際協(xié)會(huì)的“代達(dá)羅斯計(jì)劃”，一個(gè)巨大無(wú)比的無(wú)人星際穿越飛行器，像美國(guó)帝國(guó)大廈一樣大?！按_(dá)羅斯”是由燃油推進(jìn)，在穿行時(shí)加快速度，在到達(dá)目的地是放慢速度。在探索太空時(shí)，“代達(dá)羅斯”發(fā)出了一個(gè)信號(hào)：要么玩兒大點(diǎn)，要么就別玩了。

在此計(jì)劃中，這個(gè)宇宙飛行器其實(shí)可以由核爆炸鏈驅(qū)動(dòng)，這種驅(qū)動(dòng)方式在冷戰(zhàn)中稱為核脈沖推進(jìn)。這一步，預(yù)知了后來(lái)的世界一定會(huì)出現(xiàn)驚人的科技和巨大的進(jìn)步，讓核爆炸鏈的宇宙飛行器得以建造。

而最近，一直國(guó)際科學(xué)家和工程師團(tuán)隊(duì)撿起了“代達(dá)羅斯”丟失的那部分，建立了“伊卡洛斯星際穿越計(jì)劃”（伊卡洛斯是希臘神話中代達(dá)羅斯的兒子）?！耙量逅埂?現(xiàn)在有幾個(gè)項(xiàng)目，目標(biāo)只有一個(gè)：讓人類進(jìn)入太空，尋找并解決其中的科技和社會(huì)經(jīng)濟(jì)障礙。

人類在深入發(fā)展星際穿越科技的成果較少，但是2011年，美國(guó)研究機(jī)構(gòu)DARPA（美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局）和NASA投資50萬(wàn)美元，來(lái)啟動(dòng)由前NASA宇航員Mae Jemison主導(dǎo)的“100年星際飛船計(jì)劃”這種狀態(tài)改變了。

在接受Discovery News的采訪時(shí)，“伊卡洛斯星際穿越計(jì)劃”的共同創(chuàng)始人兼主席Andreas Tziolas說(shuō)到：“這對(duì)我來(lái)說(shuō)實(shí)在是太棒了?！?/p>

”伊卡洛斯”的目標(biāo)是建立在星際穿越方面建立最為草根的努力，讓整個(gè)世界對(duì)星際穿越抱有熱情。

歷史上還有其他的此類例子，其中著名的包括太空競(jìng)賽。美國(guó)和蘇聯(lián)基于政治目的，發(fā)送飛船到太空，并在1969年實(shí)現(xiàn)了人類的首次登月。太空競(jìng)賽讓兩個(gè)帝國(guó)走上了”軍事高地”，也給予我們現(xiàn)在看似理所當(dāng)然的科技。

新型科技通常致力于實(shí)現(xiàn)更大的目標(biāo)，但是如果對(duì)它們加以應(yīng)用，往往會(huì)帶來(lái)意想不到的效果，有時(shí)會(huì)改變世界。從發(fā)展清潔能源，到尋找方法減緩氣候變化的影響，都是這樣的例子。

通常研究一種新型科技是為了解決某個(gè)問(wèn)題，而Tziolas能夠識(shí)別Starshot項(xiàng)目會(huì)遇到的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

Starshot的主要理念是開發(fā)激光推動(dòng)的小型飛行器，讓其速度達(dá)到光速的20%。而它的終極目標(biāo)是在一代人的時(shí)間內(nèi)到達(dá)半人馬座阿爾法星。這種飛行器需要比人類現(xiàn)在開發(fā)的飛行器速度高出1000倍。NASA的New Horizons飛行器在2015年飛過(guò)了冥王星，以每天74萬(wàn)英里的速度穿越了外太陽(yáng)系。Voyager 1（旅行者1號(hào)）飛行器更快，每天大約100萬(wàn)英里。但是這兩種飛行器速度驚人，但是如果它們的目標(biāo)是半人馬座阿爾法星，它們也要花上數(shù)萬(wàn)年才能到達(dá)目的地。有趣的是，Voyager 1已經(jīng)能夠離開太陽(yáng)風(fēng)層的磁泡，是最近唯一的一個(gè)進(jìn)入星際海岸的飛行器。但是考慮到Voyager 1在1977年發(fā)射后過(guò)了近40年之后才到達(dá)星際穿越空間，我們需要讓它變得快一點(diǎn)，再快一點(diǎn)。

Starshot團(tuán)隊(duì)意識(shí)到此問(wèn)題，并最努力建造一個(gè)小型飛行器艦隊(duì)，每個(gè)飛行器重量不到1克。當(dāng)然，將所有這些設(shè)備組合起來(lái)，然后將它們送入到碩大的太空中，聽起來(lái)像個(gè)蠢人的任務(wù)，但是這一整個(gè)研究超過(guò)了大部分其他的星際穿越概念。將有一群小型機(jī)器人，裝配著相機(jī)、傳感器和導(dǎo)航設(shè)備，所有這些都附著在一個(gè)小而輕的飛行器之上，飛行器由強(qiáng)大的激光發(fā)射，目的地不是別處，就是半人馬座阿爾法星。

但是，正如Tziolas指出的，雖然激光技術(shù)正在飛速發(fā)展，我們還是很難想象這些飛行器將用什么材料建造。即使激光航行反映的是激光能源技術(shù)，但是還面臨著巨大的加熱難題。坦白來(lái)講，飛行器熱量不能有效釋放，那么100千兆瓦的驅(qū)動(dòng)激光將會(huì)將飛行器化為灰燼。Tziolas說(shuō)：“沒(méi)有冷卻器，你必須將熱量輸送到太空，唯一的解決方法是使用微波，這就需要增加表面面積，這樣一來(lái)就會(huì)增加重量。”

這會(huì)是新型科技帶來(lái)的挑戰(zhàn)嗎？超輕量化、高溫的高輻射材料也許會(huì)被開發(fā)出來(lái)，在太空和工業(yè)領(lǐng)域大顯身手。但是誰(shuí)知道何時(shí)會(huì)呢。

假如這些飛行器可以被發(fā)行，并送往太陽(yáng)系之外太空，它們的耐受性需要極高。但是20年對(duì)于太空行業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)漫長(zhǎng)的時(shí)間，雖然星際穿越媒介對(duì)于太陽(yáng)系標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)較為空泛，但是如果這些飛行器在其20年的發(fā)展生涯之中有一個(gè)小小的進(jìn)展，那么它將會(huì)對(duì)整個(gè)星際穿越發(fā)展產(chǎn)生重要影響。讓我們不要忘了這些飛行器能夠以20%光速的速度穿行宇宙，這也就是說(shuō)每小時(shí)會(huì)行走1.3億英里。雖然它們非常渺小，它們也需要保護(hù)嗎？可能需要，但是這又會(huì)增加它們的重量，最終會(huì)降低速度。

根據(jù)最近的計(jì)劃，團(tuán)隊(duì)將會(huì)增加飛行器的數(shù)量來(lái)彌補(bǔ)飛行可能出現(xiàn)的失敗。雖然許多飛行器也許會(huì)在飛行途中失敗，但總有幾個(gè)也許會(huì)成功到達(dá)目的地。

下面的問(wèn)題便是與地球的交流問(wèn)題了。如果我們已經(jīng)將飛行器發(fā)射到了阿爾法星上，那么我們看不到圖片怎么辦呢？這些飛行器需要信號(hào)傳送器將數(shù)據(jù)發(fā)回地球，但是這些傳送器需要有多強(qiáng)大，才能完成任務(wù)呢？

“伊卡洛斯”的副主管Robert Freeland說(shuō)到：“依我之見，最大的問(wèn)題便是交流問(wèn)題。去年，‘伊卡洛斯’團(tuán)隊(duì)花了數(shù)月來(lái)設(shè)計(jì)交流系統(tǒng)。誠(chéng)然，‘伊卡洛斯’的數(shù)據(jù)率比此項(xiàng)目的數(shù)量級(jí)要高，因?yàn)椤量逅埂乃俣纫谶M(jìn)入半人馬座阿爾法星系統(tǒng)時(shí)放慢，為長(zhǎng)期而細(xì)致的觀察提供條件。”

Freeland指出Starshot飛行器只要求飛出半人馬座阿爾法星，而不需要進(jìn)入軌道。這是保持它們體小量輕的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。在飛行的過(guò)程中，他們需要快速觀察，并傳送信息。但是在浩瀚宇宙中的星際穿越可謂大傷元?dú)猓芰康臏p損也將是一個(gè)問(wèn)題。

他補(bǔ)充道：“如果是這樣，那么我們需要安裝更大的探針和能量供應(yīng)器。如果建立一千克的有效負(fù)載，那么問(wèn)題就變得更加棘手。但是建立一個(gè)大出1000倍的有效負(fù)載將需要更大的投影機(jī)、更大的航行器、更長(zhǎng)的續(xù)航時(shí)間以及更低的最高速度?！?/p>

這樣一看，挑戰(zhàn)就加倍了。

那么導(dǎo)航呢？當(dāng)然，飛行器也許會(huì)帶有小型相機(jī)，來(lái)當(dāng)作導(dǎo)航器。但是誰(shuí)知道它會(huì)不會(huì)正確帶路，一直將飛行器帶到阿爾法星呢？如果拍攝另一個(gè)星球上的照片是此項(xiàng)目的目標(biāo)，那么這些探針又怎么知道何時(shí)拍。在何地拍呢？永遠(yuǎn)不要忘了，在到達(dá)阿爾法星之前，它們要花上4年才能將數(shù)據(jù)發(fā)回地球，我們也要花4年發(fā)送任務(wù)指令！也許在發(fā)射之前，我們會(huì)有天文望遠(yuǎn)鏡來(lái)探索阿爾法星，這些飛行器也會(huì)有一些人工智能來(lái)幫助它們執(zhí)行任務(wù)。

激光雖強(qiáng)，但是它會(huì)不會(huì)破壞大氣層環(huán)境呢？它會(huì)為自然、空中交通和太空交通帶來(lái)負(fù)面影響嗎？也許我們應(yīng)該重新思考一下，要不要在地球上使用激光，也許我們需要找到另一個(gè)基地來(lái)使用激光。那么要不要考慮一下月球呢？

雖然前途漫漫，但是至少這是一個(gè)開始。這是第一次，全世界人對(duì)星際穿越興趣盎然，此項(xiàng)目收到的投資額甚是巨大。不管怎么說(shuō)，這都會(huì)為星際穿越帶來(lái)巨大的飛躍。但是星際穿越科學(xué)需要這些投資來(lái)測(cè)試這些理論，并來(lái)解決這些問(wèn)題。

Tziolas說(shuō)：“我們已經(jīng)在某些地方開始了。我們激發(fā)了人們對(duì)于星際穿越的興趣，這就是我們一直在努力的東西之一?！量逅剐请H穿越計(jì)劃’就是要讓星際穿越成為一個(gè)進(jìn)入尋常百姓家的理念?！?/p>

“伊卡洛斯”、”100年太空船計(jì)劃“和現(xiàn)在的“突破攝星計(jì)劃”帶來(lái)了一些挑戰(zhàn)，也提出了一些解決方法，讓我們?cè)谔剿骺梢愿淖兾覀兩畹男滦涂萍忌弦槐樘剿饕贿吳斑M(jìn)。美國(guó)對(duì)于商用太空船的興趣已經(jīng)讓普通人都對(duì)此有所有了解，國(guó)際太空站的貨物運(yùn)輸和衛(wèi)星發(fā)射也讓人們對(duì)于太空行業(yè)有了更深的理解，我們已經(jīng)看到了探索太空上的巨大進(jìn)步。這些將會(huì)吸引更多的商業(yè)投資，也將會(huì)激發(fā)更多孩子的興趣，讓他們?cè)趯?lái)參與到太空探索上來(lái)。

但是人類要實(shí)現(xiàn)星際穿越，還有另外的原因?；艚鹪_表示：人類必須探索太空，以防地球有朝一日不適合人類居住。他在Starshot的新聞發(fā)布會(huì)中說(shuō)到：“地球是一個(gè)美好的地方，但是它并不會(huì)永遠(yuǎn)存在。遲早有一天，我們需要尋找其他的星球居住，而’突破攝星‘將是我們邁出的第一步?！?/p>

雖然終將離我們遠(yuǎn)去的地球是探索太空的動(dòng)力，但是我想說(shuō)的是，作為人類，我們有太多理由探索我們生活的這個(gè)世界。進(jìn)入太空，探索新世界將會(huì)為人類帶來(lái)福祉。這樣一個(gè)漫長(zhǎng)的旅行將會(huì)幫助我們理解宇宙中我們所處的位置。

Via:Medium

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