“突破摄星”计划或引发恒星探索热

这位艺术家关于星际宇宙飞船利昂诺拉·克里斯汀的想法是受保罗·安德森20世纪70年代的科幻小说《穿越河流的宇宙之死》的启发，该小说由巴萨德冲压发动机提供动力。资料来源:Tau Zero/Flickr

最近宣布的“突破性恒星捕获”计划似乎引发了一轮恒星探索，旨在向附近的恒星发射一艘小型私人赞助的宇宙飞船。5月23日，一位帮助起草美国国家航空航天局预算的国会*呼吁该机构开始设想Ad Astra项目，该项目旨在2069年，也就是阿波罗11号登陆月球100年后，对距离地球最近的半人马座阿尔法星系进行探测。

众*约翰·卡尔伯森是一个自学成才的太空爱好者。他是众议院拨款委员会美国宇航局分会的主席。他在同一天发布的一份委员会报告中提出了这个雄心勃勃的太空计划。与该报告同时，美国宇航局2017年预算将从今年10月1日开始实施。众议院拨款委员会于5月31日通过了一项关于该草案的决议。

在这份报告中，卡尔伯森的委员会“鼓励美国宇航局研究和发展推进的概念，使星际科学探测器的巡航速度为0.1c(光速的1/10)”。该报告没有授权任何额外的资金，但呼吁美国宇航局在一年内起草一份技术评估报告和概念路线图。

许多科学家认为星际旅行属于科幻小说。这主要是因为涉及的距离太远。半人马座阿尔法星距离地球4.4光年，即近40万亿公里。迄今为止，发射最快的航天器是由美国航天局和德国联合建造的阿波罗探测器，速度为每小时25万公里。按照这个速度，要到达太阳系中最近的恒星需要18000年。要到达一个人生命周期中的任何地方，宇宙飞船必须达到接近光速的速度。如果速度能达到光速的10%，它可能在大约44年内到达半人马座阿尔法星。

即使对于相对较轻的探测器来说，达到如此快的速度所需的能量也是巨大的。这一挑战促使俄罗斯互联网巨头和亿万富翁尤里·米尔纳支持的“突破之星”项目提出开发一种基于单芯片的质量小于1克的探测器。为了避免发动机异常高的加速度和所需的大量燃料，探测器需要一个像羽毛一样轻的大光帆，它可以通过地球上的高强度激光阵列将其速度提高到光速的20%以上。

众议院的报告承认，传统的推力方法，如化学、太阳能电池和热核技术，永远不会达到这样的星际速度。这表明美国宇航局可能希望探索一些途径，包括基于核聚变的推力。然而，由于这项技术在地球上作为常规电能的应用仍在研究中，开发可用于太空的核聚变推进器仍需要相当长的时间。报告中提到的选择之一是使用反物质催化核聚变技术，这种技术可以通过一系列热分子爆炸来启动航天器。地球上的氢弹是通过在常规原子弹中添加铀或钚来实现的。然而，在反物质引发的爆炸中，反物质球会遇到常规物质，它们相互湮灭后，会引发爆炸和更大的热核爆炸。然而，如何保护航天器及其成员免受爆炸力的影响仍是一个悬而未决的问题。

众议院报告中提到的另一项未来技术是巴萨德冲压喷气发动机，该技术允许航天器在旅行中利用电磁场从星际介质中提取氢，并将其充分压缩以形成核聚变，从而形成驱动航天器的推力。巴萨德冲压发动机在科幻小说作家中非常受欢迎，因为它从不耗尽燃料，而是在飞行中提供燃料。

此外，报告还提到了“光束能量模式”，但这些都是科幻小说中的想法，对许多太空科学家来说似乎是不可能的。该报告还提到，美国航天局的创新先进概念(NIAC)项目一直在支持一项关于“能够以0.1摄氏度的速度驱动晶片大小航天器的航天器的能量推力”的研究。这个目标听起来可能很熟悉，这并不奇怪。因为另一个被称为定向能源推广广告阿斯特拉的有问题的项目也是米尔纳“突破明星”计划的灵感来源。

然而，建议米尔纳的哈佛大学天体物理学家阿维·勒布对这个项目非常感兴趣。他说他已经发表了两篇相关的文章。"这比人类登上月球更具挑战性。"他说，因为它涉及许多现有技术无法触及的地方。“未来几年将是令人兴奋的。我们的荣誉取决于这个项目。”

NIAC将是美国宇航局星际项目研究最合适的地方。华盛顿特区NIAC项目的执行官员贾森·德莱斯说，该机构资助的研究项目“接近科幻小说，但不过分”他欢迎国会的新兴趣。“任何对我们的工作感兴趣的人对这个组织来说都是件好事。”

那么，美国宇航局或米尔纳会在未来领导“突破之星”项目吗？勒布说他认为两人合作是可能的。"我们应该注意球，而不是谁会持球。"他说。(李冯公主)

中国科学新闻(2016-06-06第三版国际版)

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