人類最快的宇宙飛船甚至需要數千年才能到達最近的恒星。
科學家一直在探索将這一時間減少到幾十年的可能性,這可能會讓發射任務的科學家們活着看到結果。
發表在“美國光學學會雜志B”上的一篇新論文表明,現有技術可以克服這一項目的主要障礙之一,盡管作者承認其他障礙仍然存在。
物體質量越大,就越難加速,特别是當你接近光速時,這對任何攜帶自己燃料的航天器來說都是一個主要問題。
半人馬座阿爾法星是距離地球最近的恒星和行星系統,距離地球4.37光年,但按照目前的技術,人類需要大約6000年的時間才能到達那裡。
澳大利亞國立大學的查圖拉·班杜通加博士說:“要覆蓋半人馬座阿爾法星和我們太陽系之間的遙遠距離,我們必須跳出框框,開辟一條星際太空旅行的新途徑。”
輕量級的任務可以被巨大的推力推動,讓它獨自航行。
使用激光提供這種推力的想法已經存在了幾十年,但現在人們正在更認真地探索這一想法。
要做到這一點有許多挑戰,但班杜通加認為,大氣不一定是其中之一。
星星的閃爍提醒我們大氣對入射光線的影響有多大。
同樣的扭曲會影響向上發射的激光,可能會阻止激光施加推動航天器前進所需的力。
該想法的一些支持者建議将發射系統設在月球上,但成本将是天文數字。
班杜通加是這篇論文的第一作者,他認為望遠鏡用來補償大氣扭曲的自适應光學可以反過來使用。
一個指向地球的小型衛星安裝的激光可以用來實時測量大氣效應,允許地面上功率大得多的激光進行調整,将焦點牢牢地保持在太空探測器上。
“強大得多”一點也不誇張。
之前的研究确定,這些激光器向飛船發射的功率要求為100GW。
整個美國在任何時候平均用電量為450千兆瓦。
班杜通加和合著者保羅·西布利博士并不氣餒。
“它隻需要全速運轉10分鐘,”他們說。
“因此,我們設想一個電池或超級電容器,它可以儲存幾天内積聚的能量,然後突然釋放出來。”
電力将來自分布在一平方公裡範圍内的1億束激光。
激光器将被放置在一排排的激光器中,每組10個。
所有這些能量都将指向一個直徑不超過10米的物體;當激光關閉時,它将以大約20%的光速飛行。
由于太陽引力和星際介質的影響,這艘飛船的速度減慢不大,它可以在大約22年内到達半人馬座阿爾法星,盡管它的傳輸還需要四年時間才能到達我們這裡。
在如此強大的極光下,不融化探測器“絕對是剩下的重大挑戰之一”。
為了避免這種情況,它需要是一面近乎完美的鏡子,可以反射99.99%落在上面的光線,使動量傳遞增加一倍,并減少熱量。
然而,這個想法的美妙之處在于,一旦發射系統建成,發送額外的探測器就變得相對便宜。
一支探測器艦隊可能會淹沒附近的恒星系統,最大限度地增加人們近距離觀察任何類地行星的機會。
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