前NASA科學家：正在開發郵票大小的納米太空飛船

突破攝星執行董事、前NASA艾姆斯研究中心主任 Pete Worden

今日（11月5日），前 NASA 艾姆斯研究中心主任，現任科學突破獎基金會主席Pete Worden在2017騰訊 WE 大會（詳情可關注鈦媒體特別專題《未來預想家·騰訊 WE 大會》）中發表演講，闡述了由知名科學家霍金與互聯網投資人尤里·米爾納共同啟動的「突破攝星」項目。

Peter Worden 是小型衛星領域的關鍵早期創新者和倡導者，尤其擅長建立政府和國際私營公司的合作關係。在其超過三十年的衛星開發履歷中，Pete Worden 始終致力於研發的體積小、成本低的 Clementine 衛星成功映射月球。

自2015年從 NASA 退休以後，Pete Worden 加入「突破攝星」計劃，旨在開發數千個郵票大小的納米太空飛船，飛往最近的恆星系，並傳回影像資料，以進一步了解宇宙，以找到下一額潛在的人類宜居星球，完成人類太空移民的目標。

在Pete Worden有關「突破攝星」計劃的詳細描述中，他希望利用郵票大小的納米太空探測器，以期能以五分之一光速（每秒6萬公里）、經過約20年的航行時間抵達半人馬座α星，並在到達後再經過約4年的時間向地球傳回信息。

不過，雖然這一方案從理論上是可行的，但至少在目前，還沒有能力製造出飛行速度達五分之一光速的飛行器。

「即便我們今天發射，可能也要8萬年才能到達我們想要到達的目的地。所以我們希望把太空旅行走的更快一點，如果我們能提速到現在的一萬倍，我們才能在20年之內走到我們要到的星球。」

而在2016年10月，中國科學院國家天文台（NAOC）與「突破攝星」計劃簽署合作意向。國家天文台500米口徑球面射電望遠鏡FAST將加入項目，與位於美國的綠岸望遠鏡及位於澳大利亞的Parkes天文台共同合作，尋找地球以外智慧生命的線索。作為全世界最大的單天線射電望遠鏡，FAST在低頻射電波段上極高的靈敏度對於項目有著重要意義。（本文首發鈦媒體，記者/蘇建勛）

以下為Pete Worden 的演講全文，經鈦媒體編輯整理後發布：

各位下午好，我非常榮幸今天有機會能夠來到這裡，同時我也深感謙卑，因為我們看到在這裡有很多知名的演講者，比如霍金教授。

今天來到這裡，就是希望能夠給大家簡單地介紹一下突破攝星的這個項目。剛才霍金教授已經很簡單地起了個頭，講了突破攝星到底是什麼樣的項目。

首先我想講一下原由。這是最開始知名的俄羅斯的企業家尤里·米爾納先生所啟動的，一開始包括300萬美元，是激勵基礎科學方面的研究，現在已經拓展到了生命科學、應用數學。除此之外，我們還有很多萬元級的一些獎金，是針對其他的一些項目。另外我們也給高中生做了一個青年人的獎項。

但是今天我想花更多的時間給大家介紹一下，我們怎麼開始突破攝星項目。由米爾納以及霍金教授所開啟的。當時我們是希望能夠通過這樣的一個突破項目，能夠讓我們知道是不是太空當中還有其他的生命以及文明存在，我們是否能夠找到他們。

今年在智利、聖地亞哥開啟了一個觀察的項目，先去了解太陽系以外是不是還有生命的存在。現在我們覺得在太陽系當中唯一有可能有生命的是火星，但是火星上面我們目前也還沒有找到任何的生命跡象，至少在數十億年前，有很多可以讓生命支持的因素，但是到現在火星上面我們還沒有找到生命的存在。當然，如果說在它的表面下有水存在的話，有生命的可能性就會提高。

另外還有一個土衛2。在土衛2當中更有可能存在生命，我們在兩個月前就看到，在土衛2的南半球的部分，事實上有一些湧出的泉水，這就說明了在結凍的表面之下，是有水存在的。同時我們在卡西尼任務當中，找到裡面有一些碳元素，還有一些金元素。更有意思的是我們還找到一些非常簡單的、有機碳分子的存在。這也就意味著它更有可能是存在生命的。

我們接下來要解決的問題就是，是不是在那裡會找到生命，我們要通過後續的任務去解答這樣的問題。同時我們也必須要在我們臨近的星系當中尋找生命的存在。在我們南半球可以看到的最亮的一個臨近行星，半人馬，在這個星座當中其實有三個行星。它就像我們的太陽一樣，一個AlphaA比較大，AlphaB這個星小一點。還有一個非常小的是紅矮星，這個紅矮星可能只有太陽的10%—20%，它的亮度也比較低。

非常有意思的是2016年歐洲的南方天文台，他們就正式宣布他們找到了一些證據，找到針對第三個紅矮星所繞行的一個衛星，這個繞行的行星它其實是移居的，差不多跟地球的大小，這可能是臨近地球最可能有生命的一個星球，其他的信息我們目前掌握的還不足夠，現在我們也還沒有充分的理由可以支持我們可以移居到那裡，但是這是至少離地球最近，可能居住，可能移居的地方。

另外我們也希望能夠更好地仔細觀察這些移居的星球，所以去年開始，我們就使用了歐洲南方天文台在智利的一個強大的天文台望遠鏡，幫我們進一步地觀察剛才說的半人馬星A和B兩個星座，也許5—10年以後我們會看到不僅僅是有可能移居，同時我們可以真正看到它上面的一些現象。

但是更有意思的是我們剛才提到的是2016年4月12日所開啟的突破項目。我們選擇這個時間就是希望能夠看看我們是不是有一天，能夠真正的把人送往移居的星球。我們看到這個項目是由米爾納和一些其他科學家，包括霍金教授一起贊助的，我很高興能夠共享盛舉。

很多年以前我們一直試圖問的問題是到底有沒有其他的太陽系存在、是不是有其他的行星存在。我記得當我念研究生的時候（上世紀的事情），我們當時覺得可能只有千分之一的機會有生命，但是事實上2009年開普勒任務的時候，當時美國宇航局開啟的這個項目，我也有幸在當時主持這個項目。

我們看到像是太陽這樣的，其實有上千個，我們希望能夠觀察他們的亮度，近距離觀察以後，通過開普勒觀察站我們就可以更好地了解上面的一些細節，我們就會發現，在銀河系當中是否有可能有我們這樣的太陽系，其中1/4也有一些像地球一樣有水，並且有一個太陽能夠公轉這樣的星系存在。

剛才我說到的臨近半人馬星座裡面的紅矮星，70%的銀河系當中的行星都是這些小小的紅矮星。我們可以看到他們有7個，其實都跟我們地球非常接近，而且其中有3個是可以移居的。

所以我們相信，如果我們持續的尋找，我們可以找到更多這些宜居的星球，問題就在於即便它們宜居了，我們是否真正能夠移居過去，我們是不是能夠旅行過去。我們如何能夠旅行到銀河系，我們從30多年前就試著做這樣的嘗試，因為這些銀河系它的距離比我們現在離太陽的距離還要遠得多。

很多時候我們的發射，如果說沒有辦法快速地到達那裡，即便我們今天發射可能也要8萬年才能到達我們想要到達的目的地。所以下一個問題是我們能不能把太空旅行走的更快一點，如果我們能提速到現在的一萬倍，我們才能在20年之內走到我們要到的星球。

我們知道上世紀的時候我們看到提速，的確在一百年之內提速了一千倍，但是下一次讓我們的飛行器提速一千倍需要花多少年的時間，是我們必須要回答的問題。很多時候我們必須要問，我們在電子行業出現的摩爾定律，是不是也能夠適用在我們在太空飛行器的提速上面。

很多時候我們希望至少能夠達到光速的1/5，我們才有希望到達這些宜居的星球，另外一個問題像我們傳統的這些飛行器，如果設計的這麼大或者是火箭這麼大，我們需要很多的燃料，它也不可行。如果說火箭仍然是原來那樣的重量的話，那麼我們需要更多的一些燃料。

事實上有可能我們要考慮使用核燃料，哈佛的一位教授就提過，也許我們使用核燃料，雖然可行，但是目前找到可用的核燃料，必須要等到幾十年，甚至一百年以後才能滿足我們的需求。那麼我們就要考慮到用其他的一些推動能力。

接下來的問題就是我們有沒有可能在太空當中航行，這是很有意思的一個問題。1610年的時候，我們看到開普勒曾經寫信給伽利略，信裡面就提到我們是否能夠有神助之風，來保證我們在太空當中航行。概念雖然很早，但是很有意思的是我們現在回過頭想，用風帆的方式在太空中航行，可能是可行的。

很多年以前就提到用光的方式，比如說1960年代，就有教授提到用這種光的方式作為推力。但問題是最近日本人有一個項目，就是利用光作為推進力的方式來進行研究。如果是太陽能的話，它的推進力仍然是不夠的。我們必須要考慮有沒有其他的一些方式，能夠讓光作為推進力，成為可能。

所以有兩種途徑，一是我們可以把我們的太空船做的更小一點，二是我們可以用激光的方式，讓光能夠更好地聚焦在一起，形成我們所需要的推力。

所以我們這裡所想到的概念就是能夠形成一個激光的陣列，我們能夠讓他們聚集起來，能夠在幾分鐘形成50、60GW這種推進力。事實上在很多的一些溝通和通訊的應用當中也用到了這個概念。我們用來通訊的一個太空船，它的重量是上千公斤，接下來我們可以做出更小的立方體的衛星，問題在於我們是否有可能在這種基礎之上，把它從這麼小的立方體的迷你衛星的基礎上進一步的縮小，我知道大家都使用蘋果手機，它起到了很多的作用，裡面的晶元可以幫助我們進行很多的運算、計算甚至定位。

和蘋果手錶晶元大小類似的「星晶元」

所以我們要考慮的問題是，我們是不是能夠用蘋果手錶這樣的概念來做，所以我們就做了一個星晶元。我戴在手上大家可以看到，它只有差不多一厘米的邊上，我們可以看到這就是我們接下來在星星飛船上面所要使用的一種晶元。

事實上幾個月以前，我們推出了星晶元比較早的版本，把它放在了一個拉脫維亞的衛星，上面使用的是印度的推進器，幾個月之前比較大的版本顯然已經發揮了作用，現在我們進一步地把它縮小，我們希望在未來發射上去的時候它能發揮它的作用。

同時我們也看到，如果加上我們所說的光之風帆的話，我們就可以保證它能夠用光速的20%的速度持續20年的航行，持續的給我們傳回相關的一些信息，也許2050年左右的時候，我們就可以收到在整個銀河系當中可能有生命的其他的星球上面的一些生命跡象的圖片。

另外，在突破項目當中，我們還有一個項目叫做突破聆聽項目，我們在2015年7月份開啟的一個項目，目的就是希望能夠尋找外星人可能發給我們，或者說，他們自己發出的一些信號。我們把世界上最大的一些射電望遠鏡結集起來。首先，我們在西弗吉尼亞州綠岸射電望遠鏡。另外，我們也使用帕克斯望遠鏡，這個是來自澳大利亞。我們使用自動的行星尋找器，這個是在美國的技術去尋找可能的行星存在。

一年以前，我們與中科院的國家天文局合作，來使用中國FAST望遠鏡，這是全世界最大的望遠鏡。通過這個望遠鏡，我們希望能夠找到更多的突破。

另外，我們也與英國、南非合作，等到我們這幾項合作的聯網完成之後，我們就可以看到更多信息採集，以及信號分析的結果。

我們從射電望遠鏡上所獲得的信號，也許這些信號一些快速射電爆發的現象，說明了外星人他們可能把他們自己的太空船，射向太空的時候所發出來的信號，我們希望更好的觀察這樣的信號。

如果這個信號真的如他所說的，那就意味著外星人也在試著來到其他的星球去進行移居或者定居，後來經過證明，這其實並不是，不管怎麼樣，如果我們繼續通過這種方式，我們就可以找到更多臨近星球，然後去收集更多我們剛才找到的信號。

像剛才所說的，我們沒有任何的跡象完全證明有生命，但是我們持續努力，現在也有一些成績，我相信可以繼續嘗試回答我們想要回答的問題：到底在外太空有沒有生命存在。

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