我們能到達我們最近的鄰近恒星系統半人馬座阿爾法星嗎?


我們能到達我們最近的鄰近恒星系統半人馬座阿爾法星嗎?


科學家們建議,激光可用于推動微型航天器朝向半人馬座阿爾法星 。(圖片來源:米歇爾·拉蒙塔涅的藝術家印象,由太空倡議股份有限公司提供)
據美國生活科學網站(Sarah Wells):我們的太空探索雄心大膽地將人類帶到了月球 , 將漫游車帶到了火星 , 將宇宙飛船帶到了太陽系的外層 。但是人類或宇宙飛船有可能到達半人馬座阿爾法星,這是離我們星球最近的恒星系統嗎?
半人馬座阿爾法星距離地球約4.4光年(約25萬億英里,或40萬億公里),是三顆獨立恒星的家園 。最近的恒星比鄰星也擁有一顆系外行星,科學家們認為這顆行星可能具備生命所需的條件 。
但到達這個星系將是一項不小的壯舉 。美國國家航空航天局估計,使用美國國家航空宇航局現已退役的122英尺長(38米)的發現號航天飛機,需要近15萬年才能到達半人馬座阿爾法星 。
如果人類能夠以光速旅行 , 我們可以在四年內到達半人馬座阿爾法星 。然而,物理定律規定,只有稱為光子的無質量光粒子才能達到這個宇宙速度極限 。因此 , 雖然人類可能永遠無法到達半人馬座阿爾法星,但設計成以光速小得多的速度飛行的航天器有可能在人類有生之年到達這些恒星 。為了使航天器達到最高速度,科學家們需要比發現號小得多的東西 。
初創公司Space Initiatives Inc的首席執行官、NASA Innovative Advanced Concepts的研究員Marshall Eubanks正在研究使用皮米大小的航天器群訪問半人馬座比鄰星的遠程方法 。(皮米是數萬億分之一米 。)

我們能到達我們最近的鄰近恒星系統半人馬座阿爾法星嗎?


小型航天器有可能在人類有生之年到達半人馬座阿爾法星 。(圖片來源:太空倡議股份有限公司提供)
Eubanks在一封電子郵件中告訴Live Science:“我們正處于太空飛行和太空探索的真正革命之中 , 系統非常小 。” 。“雖然單個小型航天器的能力不如旅行者號等大型航天器,但它們的開發時間要短得多;它們相對便宜 。”
小型航天器也需要更少的動力來推進它們,這可能是提高它們速度的關鍵優勢 。
Eubanks并不是唯一一個從事這種研究的人 。突破計劃于2016年啟動了Starshot項目,將納米級航天器與輕型帆相結合,2017年,美國國家航空航天局開始資助自己的項目,目標是在阿波羅11號100年后的2069年前向半人馬座阿爾法星發射任務 。
雖然小型航天器比大型探測器更容易加速,但僅靠傳統的燃料源不足以將這些航天器推向接近光速 。相反,加州大學圣巴巴拉分校的物理學教授Philip Lubin告訴《生活科學》雜志,這些飛行器可能會依賴光 。他的星際旅行想法啟發了Starshot團隊 。

我們能到達我們最近的鄰近恒星系統半人馬座阿爾法星嗎?


飛越半人馬座阿爾法星系的航天器可以看到環繞比鄰星的行星是否有外星生命的跡象 。(圖片來源:太空倡議股份有限公司提供)
太陽能
Lubin說,為了在太空中快速飛行,它的體積小、質量輕是有幫助的 。光動力推進的一個主要好處是它的質量更小 。相比之下,傳統的火箭燃料通過燃燒將重質燃料轉化為能量來產生推進力 。使用由太陽光推進的太陽帆或由激光推進的光子帆,可以在不增加任何重量的情況下為您提供所有動力 。
魯賓說,你可以把它想象成向一張紙扔球 。當球撞擊紙張時 , 它會施加力,導致紙張反沖或被推開 。同樣,光攜帶的動量被傳遞到航天器上,導致其反沖和加速 。
魯賓說:“該系統基本上是一個巨大的手電筒——它是一個(地球上的)巨大的激光陣列 。” 。如果航天器是帆船,那么激光就是帆上的風 。
制造和測試這些飛行器的技術,如足夠小的通信設備 , 仍在開發中 。但魯賓說,沒有物理理由相信這樣的航天器不能執行半人馬座阿爾法星的飛越任務 。
這項任務的行為可能與旅行者1號和2號探測器非常相似,并將恒星系統的高分辨率圖像傳回地球,其中一些圖像可能包含我們對比鄰星潛在宜居行星的首次觀察 。
盧賓強調,前往半人馬座阿爾法星的旅程將是一項長期努力 , 而尤班克斯表示,他相信本世紀會取得重大進展 。
Eubanks說:“我認為我們將在2040年代發射小型探測器,從而在2060年代到達半人馬座阿爾法星系 。” 。“到本世紀末,更大的探測器應該是可能的,但如果推進物理學沒有意外的突破,我認為載人任務將是下個世紀的任務 。”