當(dāng)我在電視上看到霍金又宣布一項(xiàng)新的太空探索項(xiàng)目之后,我才恍過(guò)神來(lái),竭力想理解這到底又是一個(gè)什么新玩藝。別小看他那殘疾不成人形的軀體,蔞縮成一團(tuán)怪怪的樣子,其腦袋的想象力實(shí)在讓人驚嘆,全都是讓人無(wú)法難理解的新意。我也每每想到,象他這樣連生存都成問(wèn)題的“廢物”,不可能在絕大多數(shù)社會(huì)里能發(fā)揮出天才,連他這種最糟糕狀況的人都能被上帝啟用、發(fā)揮潛能,其他還有什么人會(huì)被遺忘掉、浪費(fèi)掉?
該計(jì)劃是建造一個(gè)微型星際飛船名為“納米飛行器”,它由一塊名為“星片”的電腦芯片作為船體。在發(fā)布會(huì)上展示了“星片”的成品原件。該芯片僅有二三厘米見(jiàn)方,幾克重,但集成了攝像機(jī)、光子推進(jìn)器、導(dǎo)航和傳輸部件,是具有完整太空探測(cè)功能的飛行器,而制造成本僅相當(dāng)于一部iPhone手機(jī)。該芯片會(huì)安裝上名為“光帆”的超材料布蓬,通過(guò)地面發(fā)射高能激光助力推進(jìn)。
霍金將同俄羅斯商人尤里·米爾納、美國(guó)社交網(wǎng)站臉書(shū)創(chuàng)始人扎克伯格合作這項(xiàng)“突破攝星”計(jì)劃,初步投資1億美元,以后建造大批這樣的微型星際飛船,并以每秒六公里的光速(時(shí)速高達(dá)1億6000萬(wàn)公里),將它們發(fā)射到離太陽(yáng)系最近的半人馬座阿爾法星系(距離太陽(yáng)系大約4.36光年),大概只要25年時(shí)間。
中國(guó)專(zhuān)家、科學(xué)家紛紛一致表示:想法很好,但具有科幻色彩,認(rèn)為該計(jì)劃離現(xiàn)實(shí)還很遠(yuǎn)。而中國(guó)網(wǎng)民更是發(fā)出一片大忽悠的質(zhì)疑聲。對(duì)于沒(méi)有想象力和創(chuàng)造精神的人群來(lái)說(shuō),這個(gè)計(jì)劃的確只是一片科幻的模糊的圖景。因?yàn)樵诔跗谠O(shè)想時(shí),誰(shuí)都懂得質(zhì)疑,而不懂得理解其合理性存在不存在,那怕只有百分之一的合理性,也要探索下去。我們這個(gè)民族缺少的就是對(duì)這種未來(lái)事物的想象力,始終等待別人十拿九穩(wěn)之后才會(huì)鼓掌,進(jìn)而毫不費(fèi)力的模仿。
這項(xiàng)“突破攝星”計(jì)劃的原理是,所有的飛船都需要點(diǎn)燃推進(jìn)劑,而傳統(tǒng)的推進(jìn)劑就是燃料。采用光子推進(jìn)飛船,不需要飛船自身攜帶推進(jìn)燃料。因?yàn)檎婵諣顩r下的太空,可以實(shí)現(xiàn)無(wú)摩擦加速,這就可以讓飛船飛得更遠(yuǎn)、速度更快。以地球上發(fā)射的激光為動(dòng)力,持續(xù)地來(lái)驅(qū)動(dòng)“納米飛行器”飛行。這是一個(gè)陸基的、長(zhǎng)約1公里的光束槍?zhuān)瑢⒈唤ㄓ谝粋€(gè)高海拔的干燥地區(qū)。之后,科學(xué)家們會(huì)發(fā)射母體太空船,將數(shù)千個(gè)“納米飛行器”帶往近太空。一旦進(jìn)入太空,這些小小的太空船將各自揚(yáng)起可延展達(dá)數(shù)米臂長(zhǎng)的光帆。光束槍會(huì)將光束聚焦在光帆上,驅(qū)動(dòng)“納米飛行器”飛向目標(biāo)。這些“納米飛行器”將在數(shù)分鐘內(nèi)加速到時(shí)速1億 6000萬(wàn)公里。有價(jià)值的數(shù)據(jù)會(huì)通過(guò)飛行器上的激光通訊系統(tǒng)傳回地球。該計(jì)劃的核心內(nèi)容分為超微型飛船和激光推進(jìn)裝置二部份:
1、超微型飛船是質(zhì)量非常輕的全自動(dòng)飛船,大概是幾克乃至幾十克重,包含星芯和光帆兩個(gè)主要部分。星芯包括相機(jī)、光子推動(dòng)機(jī)、動(dòng)力供應(yīng)系統(tǒng)、導(dǎo)航和通訊設(shè)備,還有全套的空間探測(cè)器,總重量是幾克乃至幾十克。光帆只有幾百層原子的厚度(最有可能的材料是石墨烯),質(zhì)量為幾克乃至幾十克。用超微型飛船上的激光通訊系統(tǒng)將拍攝到的行星圖像和其他科學(xué)數(shù)據(jù)傳回到地球上,利用激光推進(jìn)裝置來(lái)收集4光年后的數(shù)據(jù)。
2、范圍為幾千米的激光推進(jìn)裝置,是由相位相干的激光陣列構(gòu)成,需要幾百個(gè)(甚至幾千個(gè))口徑為幾米(或者幾十米)的超級(jí)反射鏡。超級(jí)反射鏡的口徑越大,收集信號(hào)光的效率也就越高。每次發(fā)射需要產(chǎn)生和存儲(chǔ)的能量,大約相當(dāng)于幾百萬(wàn)度(千瓦時(shí))的電。(譯注:總功率大約是1億千瓦)。采用實(shí)時(shí)的適應(yīng)光學(xué)技術(shù),消除大氣層對(duì)激光光束的干擾。
霍金提出的以地面激光持續(xù)作用于帆板的航天設(shè)想,與兩種現(xiàn)有方案有相似之處:一是太陽(yáng)帆飛船,二是光子火箭??臻g技術(shù)研究專(zhuān)家龐之浩介紹說(shuō),從理論上說(shuō),太陽(yáng)帆飛船單純依靠太陽(yáng)光子持續(xù)撞擊帆板,逐漸將飛船在沒(méi)有明顯空氣阻力的太空中推進(jìn)到較高速度。近20年來(lái),美國(guó)、俄羅斯先后做過(guò)幾次太陽(yáng)帆動(dòng)力試驗(yàn),成敗均有,但也僅僅是在近地軌道內(nèi)嘗試過(guò),遠(yuǎn)遠(yuǎn)談不到飛抵半人馬座。光子火箭則利用物質(zhì)與反物質(zhì)的湮滅反應(yīng),自產(chǎn)光子并借由巨大凹面反射鏡,向后方噴射光子流。但依據(jù)這種設(shè)想開(kāi)展的研究,數(shù)十年來(lái)沒(méi)有取得實(shí)質(zhì)進(jìn)展。
龐之浩介紹說(shuō):“以太陽(yáng)帆為例,其概念誕生于20世紀(jì)20年代,這種方式需要一個(gè)巨大的反射鏡將陽(yáng)光照射到面積足夠大的帆板上,在實(shí)際應(yīng)用中有很大難度。時(shí)至今日,這一研發(fā)的進(jìn)展速度并不快。激光‘飛船’的設(shè)想提出不難,在2050年前研制出一個(gè)雛形也有可能,但要飛到半人馬座還是‘太過(guò)遙遠(yuǎn)’了。當(dāng)然在更長(zhǎng)的時(shí)間尺度上,這種激光推進(jìn)方式可能會(huì)有希望,但這必須取得重大技術(shù)突破,現(xiàn)在無(wú)法預(yù)測(cè)?!?/font>
這時(shí)候不知道人家此方面的新科技水平先進(jìn)在哪里的情況下,自然只能是質(zhì)疑聲一大堆。例如北京大學(xué)天文學(xué)教授徐仁新說(shuō):他完全不相信該計(jì)劃會(huì)成功。微小的太空船會(huì)在長(zhǎng)途的星際旅行中遇到非常多的障礙,比如撞上小小的星塵時(shí),飛行器就會(huì)大大減速。即便一部分可以抵達(dá)半人馬座阿爾法星,它們也不能送任何數(shù)據(jù)回地球,因?yàn)樗鼈兊奶炀€太小了——還由于衍射效應(yīng)決定的,再加上激光束聚焦在光帆上,會(huì)不會(huì)燒毀光帆,等等。
然而,人類(lèi)從不會(huì)在對(duì)未來(lái)事物面前停止想象力?!巴黄茢z星“計(jì)劃是巨大的工程挑戰(zhàn),更多細(xì)節(jié)可以在項(xiàng)目網(wǎng)站上找到。據(jù)該網(wǎng)站說(shuō),所有的關(guān)鍵要素要么是已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)的,要么就是在合理假設(shè)下有可能在近期內(nèi)實(shí)現(xiàn)的。突破攝星計(jì)劃將在開(kāi)放、合作的研究環(huán)境中進(jìn)行:完全屬于基礎(chǔ)科學(xué)研究;發(fā)表新結(jié)果,完全透明、開(kāi)放獲取;對(duì)所有相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)家開(kāi)放,對(duì)公眾開(kāi)放,誰(shuí)都可以到項(xiàng)目網(wǎng)站的論壇來(lái)貢獻(xiàn)想法;激光推進(jìn)系統(tǒng)比現(xiàn)有的任何科學(xué)大設(shè)備都要大得多。項(xiàng)目需要全球合作和支持。發(fā)射的時(shí)候,要得到所有適當(dāng)政府和國(guó)際組織的批準(zhǔn)。
2016.4.19
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