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霍金“飞船”:科幻离现实的距离有多远

科普小知识2021-07-19 12:10:14
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霍金“飞船”:科幻离现实的距离有多远

光子动力推进的帆板航天器

新华社北京4月14日电英国著名物理学家霍金12日在纽约宣布,他将与合作伙伴研制一种由激光驱动的微型星际“宇宙飞船”,力争在20年内以光速的五分之一飞到距离地球4.37光年的半人马座阿尔法星附近。

相关领域的专家对这个计划有很好的想法,但目前它是科幻小说。如果能在遥远的将来实现,它将具有开创性的工程意义,但它仍然没有科学价值。

霍金“飞船”:科幻离现实的距离有多远

霍金利用地面激光连续作用于帆板的想法与现有的两个方案相似:一个是太阳帆航天器,另一个是光子火箭。空间技术研究专家庞志浩表示,从理论上讲,太阳帆航天器仅依靠太阳光子持续冲击帆板,逐渐推动航天器在太空中达到更高的速度,而没有明显的空气阻力。

在过去的20年里,美国和俄罗斯先后进行了几次太阳帆动力试验,有成功也有失败。然而,他们只在离半人马星座很远的低地球轨道上尝试过。光子火箭利用物质和反物质的湮灭反应来产生光子,并利用巨大的凹面镜来向后喷射光子流。然而,基于这一假设的研究几十年来没有取得实质性进展。

严格地说,霍金的宇宙飞船不是“宇宙飞船”,而是一个几厘米见方的飞行物体。它设想的激光推进技术在工程上也非常复杂,”庞志浩说。

霍金“飞船”:科幻离现实的距离有多远

美国宇航局开发的太阳帆。

“以太阳帆为例,它的概念诞生于20世纪20年代。这种方法需要一个巨大的反射器将太阳光照射到面积足够大的帆板上,这在实际应用中非常困难。到目前为止,这种研发的步伐并不快。激光“宇宙飞船”的想法不难想出。到2050年开发一个原型也是可能的,但是要飞到半人马座仍然“太远”。当然,在更长的时间范围内,这种激光推进方法可能还有希望,但它必须取得重大的技术突破,这是现在无法预测的,”庞志浩说。

“但是霍金的激光‘宇宙飞船’可以用作探索性研究的科幻小说,”庞志浩说。“它可以先在技术上实现,而不是现在就追求它的实用价值。将人造物体送入几光年之外的太空具有开创性的工程意义。如果探测装置能在探索后安装在这个小小的‘宇宙飞船’上,就有可能提到科学价值。”

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就像第一颗人造卫星一样,当它第一次发射时,人们无法预测它会有今天这样广泛的实用价值。这一应用的前提是通过首先将卫星送入太空在工程上取得重大突破。

然而,即使如此,对于朝向半人马的航天器来说,有必要解决以下问题:地面能否接收到探测数据,测控通信能否在如此长距离上实现,以及微型“航天器”如何能够抵抗星际尘埃的碰撞。目前,看得见、摸得着、说得着的技术无法克服这些困难。(记者栾海)