第24章 雄心万丈的“突破摄星”计划
人类总在期盼着,有朝一日能离开太阳系,去拜访其他恒星。也许,这个梦想在不久以后就能实现,虽然也只不过是飞到其他恒星的附近,远远地看上一眼。
“先驱者10号”是迄今为止第一个离开太阳系的人造飞行器,它在1972年3月发射升空(见图24-1),主要的任务是研究木星,它也是头一个拜访这颗遥远的气态巨行星的探测器。先驱者10号为我们传回了许多惊人的木星特写照片,也改变了我们对太阳系的认识。
1973年12月,先驱者10号从木星的身旁一晃而过,在推进器的帮助下,它挣脱了太阳的引力束缚,飞出太阳系。现在,它仍在一刻不停地朝着金牛座里的毕宿五(就是那头发狂的公牛怒睁着的血红牛眼)飞去。毕宿五距离我们65光年,先驱者10号每小时飞行4万公里,所以它还需要200万年才能抵达目的地。
卡尔·萨根(Carl Sagan)和弗兰克·德雷克(Frank Drake)堪称搜寻地外文明的先驱,他们自创了一些既醒目又鲜明的图案,然后把它们全都刻在一张镀金铝盘上,让先驱者10号带出了太阳系(见图24-2)。盘面上不仅刻着先驱者10号穿越太阳系的运动轨迹,还标示了太阳相对于一些脉冲星的方位。只要外星文明已经发展出拦截先驱者10号的技术,它们就能毫不费力地破解这些图形符号的含义,然后由此推知先驱者10号从何而来。
除此之外,盘上还刻出了地球男人和女人的样子,并把先驱者10号刻在旁边以示对比,这也让我们见识到这个探测器的体型是多么庞大了。自从先驱者10号踏上漫漫旅途,到如今已经过去了数十载寒暑,科技发展和技术进步也是突飞猛进,日新月异。尤其是计算机处理器及其他固态元器件,现在已缩小成仅有几克重的芯片,可以轻巧地置于掌心,别看这样一枚小小的芯片,它的运算能力比起20世纪70年代制造的探测器,早已是不可同日而语了。
“突破摄星”计划
2016年4月,一个野心勃勃的计划“突破摄星”横空出世,旨在有朝一日把人类送往其他恒星。计划的参与者不是科学巨匠就是超级富豪(见图24-3),比如世界知名物理学家斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking),他因为提出颠覆性的黑洞理论而蜚声国际,令人遗憾的是,前不久他已经去世了;弗里曼·戴森,量子电动力学的提出者之一,曾是“猎户座”计划[1] 的带头人,本想赶在“阿波罗”登月前,抢先一步把宇航员送往土星;互联网富豪、Facebook的创始人马克·扎克伯格(Mark Zuckerberg),还有俄罗斯亿万富翁尤里·米尔纳(Yuri Milner),他已捐出1亿美元作为项目的启动经费。光从这份成员名单上,我们也能看出这个计划经过精心筹划,非同儿戏。
“突破摄星”计划想要测试一下,看看人类是否有能力发送太空飞船去半人马座阿尔法星。半人马座阿尔法星距离我们4.73光年(40万亿公里),已经是离我们最近的恒星了。即便如此,穿越这么长的距离也不可能是一帆风顺的,要想成功抵达目的地,我们还需要克服许多技术挑战,不过项目组成员都很积极、乐观,他们预计,不出20年,人类就可以派出飞船前往半人马座阿尔法了。
当然了,飞船上是不会有宇航员的。“突破摄星”想发射一艘迷你飞船——纳米飞行器,只需装备一块芯片,能够同时实现计算机、相机、激光通信系统,以及钚动力能源的功能,再配备一块长、宽各4米的光帆即可(见图24-4)。“突破摄星”还会在地面建造一个激光器阵列,将一束功率为1000亿瓦的激光打向光帆,推动飞船前进(见图24-5)。这束激光在几分钟内就可以把飞船加速到光速的1/5。飞船以如此快的速度飞行,不出1个小时就能穿过火星轨道。最近刚上天的新视野号(New Horizons)探测器尚且需要9年才能飞到冥王星的跟前,纳米飞行器在升空后第二天就从冥王星的身旁一闪而过了。如同古代的航海家在一望无垠的汪洋大海中劈波斩浪、扬帆远航,纳米飞行器也将穿过茫茫星际空间,向着目标勇往直前。
纳米飞行器的目的地——半人马座阿尔法星,是一个多星星系。星系里有两颗主星——半人马座阿尔法星A和B,它们的质量分别是太阳质量的1.1倍和0.9倍,每80年彼此绕转一圈,在它们靠得最近的时候,彼此的间距约等于土星到太阳的距离。星系里还有第三位成员,名叫比邻星,它与我们相距仅4.24光年,在这个多星星系中,就数它离我们最近。比邻星是一颗非常暗淡的红矮星,它的质量只有太阳质量的1/8,大约每50万年才绕两颗主星转一圈。2016年8月,欧洲南方天文台宣布,在比邻星附近发现了一颗行星。这颗行星的质量比地球的质量稍微大一点点,而且位于比邻星的宜居带,每11天绕着它的母星转一圈。这个发现让比邻星一下子成了这次“恒星游”的热门景点。
纳米飞行器以1/5光速的速度连续飞20多年,才能抵达半人马座阿尔法星。到达目的地后,它会给这个星系里的恒星和行星拍照,然后把照片连同它收集的信息一起传送回来,四年多以后,我们才能收到这些数据。由于飞行速度太快,纳米飞行器根本刹不住车,所以它无法停留,只能从半人马座阿尔法星跟前一闪而过。为了打破这个局限性,“突破摄星”打算先派出一艘母舰把上百个纳米飞行器运送到地球轨道上,然后再让母舰在很短的时间间隔内一个接一个地陆续放出飞行器。每个纳米飞行器在光子推进器的帮助下,移动到地面激光阵的激光发射路径上,并拉起光帆,然后就万事俱备,只待一阵激光“东风”把它送往目的地。大约20年以后,纳米飞行器在一天之内从半人马座阿尔法星身旁一晃而过。如果母舰每天放出一个飞行器的话,那么当一个飞行器前脚刚离开半人马座阿尔法星,下一个飞行器后脚就到,如此一来,就可以一连100天,天天都有纳米飞行器向地球传送数据了。
在我们扬帆起航,前往另一颗恒星系的路途中,肯定有令人望而生畏的重重困难横在我们面前,等我们去一一解决,不过,这一路披荆斩棘所带来的技术进步,也将会造福于我们每一个人。
- “猎户座”计划是美国政府在20世纪60年代初资助的一项秘密计划,主要目的是建造由一系列小型核弹爆炸来驱动的太空飞船。
本书评论