2069年我們就能發射飛船飛向半人馬座？

近日宣布的「突破攝星」計劃似乎將會引發一輪恆星探索熱，該計劃旨在將一艘由私人贊助的小飛船送往臨近恆星。5月23日，幫助起草美國宇航局（NASA）預算的一名國會議員呼籲該機構開始設想這項星際探索計劃，其目的是在2069年即「阿波羅11號」登陸月球100年之後，向距離地球最近的恆星系統半人馬座阿爾法星發射一個探測器。

藝術家設想的星際飛船利奧諾拉·克莉絲汀號，靈感來源於Poul Anderson上世紀70年代的科幻小說《宇宙過河卒》，該飛船由巴薩德衝壓發動機驅動。圖片來源：Tau Zero/Flickr

眾議員John Culberson是一位自學成才的航天迷，他是眾議院撥款委員會管理NASA的分會主席，他在當日公布的一項委員會報告中對這一雄心勃勃的航天計劃做出了倡議。與該報告同時發布的還有NASA的2017年經費預算，該預算將從今年10月1日開始執行，眾議院撥款委員會已於5月31日對這一草案作出決議。

在這份報告中，Culberson所在的委員會「鼓勵NASA研究及開拓推進理念，從而讓星際科學探測器擁有0.1c（光速的1/10）的巡航速度」。該報告並未授權任何額外的資金，而是呼籲NASA在1年內起草一份科技評估報告和概念路線圖。

很多科學家認為星際旅行屬於科幻範疇。這主要是因為其涉及的距離過於遙遠。半人馬座阿爾法星距離地球4.4光年，即近40萬億公里。到目前為止，已發射的速度最快的宇宙飛船是NASA—德國聯合建造的太陽神號探測器，其速度為25萬公里每小時。若以此速度計算，到達這顆距離太陽系最近的恆星需要1.8萬年。想要在一個人的生命周期內到達那裡的任何一個地方，宇宙飛船就必須達到與光速相近的速度，如果速度能夠達到光速的10%，那麼就可能在44年左右到達半人馬座阿爾法星。

若要實現如此快的速度，所需要的能量是巨大的，即便是對於一個質量相對較輕的探測器也是如此。這一挑戰使得由俄羅斯互聯網巨頭兼億萬富翁尤里·米爾納支持的這項「突破攝星」計劃，提出研發一個基於單個晶元的、質量不足1克的探測器。為了避免加速度異常大的引擎及其所需要的大量燃料，探測器將需要有像羽毛一樣輕的大光帆，可以通過地球上高強度的激光陣列將其速度提升到光速的20%以上。

眾議院報告坦承，常規的推力方式，如化學、太陽能電池以及熱核技術永遠不能實現這樣的星際速度。它提出了一些NASA可能希望探索的道路，其中包括基於核聚變的推力。然而，由於目前在地球上將這種技術作為常規電能使用仍處於研究之中，因此研發出可在太空中使用的核聚變推進器仍需要相當長時間。報告中提到的一種選擇方式是利用反物質—催化核聚變技術，它可以通過一系列熱分子爆炸啟動飛船。地球上的氫彈是由常規原子彈加入鈾或鈈實現的；而在反物質觸發的爆炸中，一個反物質小球會碰到常規的物質，它們相互湮滅後就會引發爆炸，並引發更大規模的熱核爆炸。然而，如何保護飛船及其成員不受爆炸力的影響仍是一個尚未解答的問題。

眾議院報告中提到的另一種未來主義技術是巴薩德衝壓發動機，該技術可以讓飛船在旅行過程中，利用電磁場從星際介質中攫取氫氣，並將其充分壓縮形成核聚變，從而形成驅動飛船的推力。巴薩德衝壓發動機在科幻小說作者中非常受歡迎，因為這種發動機永遠不會耗盡燃料，而是在飛行過程中進行補給。

此外，報告中還提到了「光束能量方式」，不過這些對於很多空間科學家來說似乎都是不可能實現的科幻想法。該報告還提及，NASA創新先進概念（NIAC）項目已經在支持一項「驅動晶片大小的、速度可達0.1c的太空飛船的能量推力」的研究。這一目標或許聽起來有些耳熟，這並不奇怪。因為另一項叫作定向能推進星際探索（DEEP IN）的受質疑的項目，也是米爾納「突破攝星」計劃的靈感。

但哈佛大學天體物理學家、給米爾納提建議的Avi Loeb則對此項目非常感興趣。他表示，自己已經發表了兩篇相關文章。「這比人類登上月球更加具有挑戰。」他說，因為其中涉及到當前許多現有技術尚不能達到的地方。「未來幾年將是振奮人心的。我們的榮譽就要依賴這項工程了。」

NIAC將成為NASA星際項目研究最適宜的家。華盛頓特區NIAC項目執行官Jason Derleth說，該機構正在資助「接近科幻小說但卻並不過分」的研究項目。他對國會的新興趣表示歡迎。「任何人只要對我們正在做的事情有興趣，對這個機構來說就是一件好事。」

那麼，未來究竟是NASA還是米爾納帶領「突破攝星」計劃呢？Loeb表示，他覺得兩者有可能合作。「我們要注意的地方應該是那個球，而不是誰會拿著它。」他說。

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