不僅要仰望星空，人類還將登上群星？
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■ 霍金聯合俄羅斯富豪宣布啟動「突破攝星」計劃，發射納米飛船到半人馬座阿爾法星
「是什麼令人類變得獨特？是不斷對極限的突破。我承諾這一定會是人類飛躍性的『一步』，因為我們天生嚮往飛翔。」——霍金
圖解「突破攝星」計劃
發射載有探測器的「母艦」飛行器，這些探測器上裝有晶元，用於捕捉科學數據。進入地球軌道後，它們會展開「光帆」。
在地面架設強力激光器，用激光對光帆進行加速推動。
幾分鐘內，高能激光束就會把探測器推進速度提升到光速的五分之一。
探測器乘著「太陽帆船」，以光速五分之一的速度飛行20年後到達半人馬座阿爾法星。
「緊緊系在懸索上的大圓盤形太陽帆，已經鼓滿了宇宙間的長風，像一名鬥志昂揚、整裝待發的勇士。」1972年，科幻小說家阿瑟·克拉克在《太陽帆船》中讓約翰·莫頓創造了人類第一艘人造太陽帆船，卻在太陽風暴來臨前切斷了繩索放棄了航行。
而昨天，霍金卻在新開設的新浪微博上說，他要做一台「納米飛行器」，把一批探測器艦隊發射到太空，讓它們乘著真正的太陽帆船，去拜訪太陽系最近的鄰居——4.37光年外的半人馬座阿爾法星。
激光束，光帆，納米飛行器
據《紐約時報》報道，當地時間4月12日，霍金聯合俄羅斯億萬富豪尤里·米爾納（Yuri Milner）正式在紐約為「突破攝星」計劃召開發布會。
他們展示並解釋了計劃內容：計劃第一步是研發能達到相對論速度的光碟機動「納米飛行器」——航行速度最高可達光速的20%。此後將派遣不到iPhone手機大小的飛行器艦隊前往距離地球最近的恆星星系——半人馬座阿爾法星。
如果（超大一個「如果」）該項目順利，幾十年後，載著數千個小探測器的「母艦」飛行器將在發射後前往半人馬座阿爾法星宜居帶。母艦在進入地球軌道後，這些小探測器就會展開背後「光帆」，通過地球強大的高能激光束進行加速推進，每個加速時間不過幾分鐘。這些探測器還帶著「晶元」，一枚質量僅為克級的晶片，攜帶有攝影機、光子推進裝置、動力系統、導航和通訊設備，通過這些捕捉行星和其他科學數據影像並傳回地球。這些探測器在宇宙里看上去就像遷徙的蝴蝶群。
高能激光束將把探測器推進速度提升到光速的五分之一，這樣，3天後，它們就能到達冥王星，20年後，就能飛完4.37光年的距離，到達阿爾法星。而如探測順利抵達半人馬座阿爾法星並成功拍攝照片，還需要4年多的時間才能將照片傳回地球。
相比之下，用今天最快的宇宙飛行器，要抵達半人馬座阿爾法星，要花30000年。
「愛因斯坦曾經幻想在宇宙中乘著一道光線飛馳，這個思想實驗為他的狹義相對論奠定了基礎。一個多世紀後，我們有機會可以達到光速的一小部分：每小時一億英里。只有通過這麼快的速度，我們才有希望在人類的時間尺度內到達那些恆星。」霍金在微博上稱，這個項目雄心勃勃，希望能探索人類創新和工程學的極限。
聽起來很瘋狂，但米爾納相信，人類能在一代人之內發射第一艘納米飛行器。「『突破攝星』計劃的概念都來自已經存在的技術，或者很可能在不久的將來成為可能的技術。」米爾納說，「但就和任何星際探索項目一樣，我們面前還有重大的挑戰有待解決。」
如米爾納所說，「突破攝星」計劃所使用的概念的確是已存在的技術。2010年，日本發射了第一個光帆航天器IKAROS探測器，並成功抵達了金星。它所使用的是太陽的動力。但是對於星際探測，陽光依然太過微弱了。因此，這次計劃採用更加極端的手段：在地面架設強力激光器，用激光推動光帆。
理想情況下激光能夠平行延伸到無限遠。實際上人類工程技術不可能實現完美的平行，計劃中有效的加速距離只有200萬千米（地月平均距離的5倍）。然而，這一計劃將採用的激光器預計輸出功率為1000億瓦。這一光束照射在4米乘4米的極薄光帆上，能為質量僅幾克的航天器施加數萬倍重力加速度，在這段距離內加速到光速的五分之一，所需時間僅1分多鐘。而這一過程消耗的能量，與發射一艘太空梭所消耗的能量相當。
現實還是不現實？
「突破攝星」計劃背後的科學家團隊陣容強大，美國宇航局(NASA)艾姆斯研究中心前主任皮特·沃登(Pete Worden)牽頭，哈佛大學天文學家阿維·勒布是顧問團主席，曾經獲得諾貝爾天文學獎的英國皇家天文學家馬丁·里斯也是顧問團成員，另外還有加州大學伯克利分校的眾多教授參與。
在一封公開的郵件中，沃登向全世界科學家求助，希望有人與他們共同完成20個最關鍵的挑戰。阿維·勒布也說：「『突破攝星』計劃的確野心勃勃，但並沒有任何背離基本科學原理的地方。」他補充，在到達半人馬座阿爾法星之前，裝備有先進科學設備的納米飛行器艦隊就可以先在太陽系內收集到大量的信息。舉例來說，艦隊可以飛越土衛二南極的熱泉，在異星的海洋中尋找生命的跡象——天體生物學家對此已經期盼多年了。
另一個需要解決的問題就是資金了。
整個項目需要持續數年時間，可能耗資50億至100億美元，米爾納先期將投入1億美元，項目也在尋求更多的投資者。在「突破攝星」計劃官網上，全球最大社交網路公司Facebook創始人馬克·扎克伯格已位列董事會（另兩位就是霍金與米爾納）。另外，亞馬遜的首席執行官傑夫·貝佐斯(Jeff Bezos)以及特斯拉的創始人伊隆·馬斯克(Elon Musk)對探索宇宙也有著廣為人知的興趣。貝佐斯的空間探索公司「藍色起源」（Blue Origin）與馬斯克的SpaceX都致力於研發「可回收火箭」，進行「廉價太空探索」。就在4月9日凌晨4時43分，在經歷了四次海上回收火箭的重大失敗後，SpaceX在佛羅里達州卡納維拉爾角成功發射「獵鷹9號」一級火箭，並首次實現在海上成功回收。馬斯克在推特上表示：「前往地球軌道『旅館』、月球和火星的票價將遠低於人們的想像。」
這的確是人類有史以來最大膽的宇宙探索計劃。關於其是否可行，科學界亦頗多爭論。
在《南華早報》的一篇報道中，北京大學天文學教授徐仁新表示完全不相信該計劃會成功，他表示：「生活會繼續，就像這從未發生過一樣。」
他認為微小的太空船會在長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，飛行器就會大大減速：「即便一部分可以抵達半人馬座阿爾法星，它們也不能送任何數據回地球，因為它們的天線太小了。」
而倫敦大學學院米拉爾太空科學實驗室的安德魯-科茨(Andrew Coates)教授則表示，他同意這一項目非常有挑戰性，但並非不可能。「要解決諸如太空輻射、塵埃環境、設備敏感性、高能加速激光與地球大氣層的反應、太空飛船穩定性和供能等問題，會遇到非常大的困難，」他說，「但這是一個值得一探究竟的概念，看看我們是否能在一生時間裡真的到達另一個恆星系統。」
在紐約的發布會上，霍金自問自答：「是什麼令人類變得獨特？」 「是不斷對極限的突破。我承諾這一定會是人類飛躍性的『一步』，因為我們天生嚮往飛翔。」霍金覺得這種超越仰仗的是如今的航天技術：「我們所面臨的限制，是我們與星星間的巨大空隙，但如今我們可以超越它了。有了光束、光帆和有史以來最輕的航天器，我們才可以推出前往半人馬座阿爾法星的任務。」
「在人類史上第一次，我們所能做的不只是仰望星空，」米爾納說，「現在，我們能真正登上群星。」
錄入編輯：李琪
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