【霍金计划取得突破！有生之年或能飞到4光年外的比邻星，只要22年】
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在太阳系之外的浩瀚银河系中 ， 分布着上千亿颗恒星 ， 位于半人马座的南门二是离我们最近的一个恒星系统 ， 距离只有4.37光年 。 南门二有别于我们的太阳系 ， 因为它包含着三颗恒星 ， 其中最近的是比邻星 ， 离我们只有4.25光年 。
在2016年 ， 天文学家发现比邻星周围环绕着一颗行星 ， 这震撼了天文学界 。 这颗被命名为比邻星b的系外行星是一颗“超级地球” ， 质量达到地球的1.6倍 ， 半径为地球的1.3倍 。 而且比邻星b的公转轨道位于宜居带中 ， 意味着它可能像地球一样有条件诞生出生命 。
这个重大发现引发了人们的无限遐想 ， 比邻星b上究竟有没有外星文明呢？由于比邻星b又小又远 ， 人类目前最强大的天文望远镜也无法直接窥探到它 。 想要知道这颗系外行星到底是什么样子 ， 只能飞到它附近进行探测 。
4光年在宇宙中只能算是近在咫尺 ， 以每秒将近30万公里的光速飞行 ， 只要4年就能走完 ， 但这对于人类而言却是遥不可及 。 如果以正在飞出太阳系的旅行者1号的速度（17 km/s） ， 飞抵比邻星b将需要长达7.5万年的时间 ， 这样的星际探测显然是不现实的 。
我们需要速度快得多的亚光速星际飞船 ， 但这又会遭遇相对论效应的阻碍 。 根据相对论的质增效应 ， 当星际飞船的速度接近光速时 ， 其质量将会迅速增加 ， 进一步加速将变得非常困难 ， 这需要飞船携带极多的燃料 。
想要在人类有生之年内跨越地球和比邻星b之间的遥远距离 ， 我们必须打破固有思维 ， 开辟一条星际飞行的新途径 。 星际飞船经过充分轻量化处理之后 ， 可以更容易进行加速 ， 从而达到极快的速度 。
著名物理学家霍金曾在生前提出了“突破摄星”计划 ， 他设想了一种非常轻（克级）的光帆星际飞船 ， 自身不携带燃料 ， 它的动力来自于地面上的激光阵列照射出的强力激光 ， 由此产生的光子辐射压力 。 这样的星际飞船可以被加速至光速的20% ， 飞抵比邻星b只需大约20年的时间 。
不过 ， 想要让光帆飞船实现亚光速飞行 ， 还要面临诸多挑战 。 地球表面被一层大气覆盖着 ， 地面激光器发射出的激光在穿过大气层时 ， 将会发生折射 ， 导致光帆飞船无法被正确推动 。
一些人建议把发射系统放在月球上 ， 那里没有大气 ， 激光可以直达光帆飞船 。 然而 ， 在月球上部署激光阵列的成本太高了 ， 简直是天文数字 ， 根本不现实 ， 需要寻找其他方法 。
最近 ， 科学家有了新的突破 。 根据《美国光学学会杂志B》（Journal of the Optical Society of America B）上刊载的一篇新论文[1
， 科学家提出了一种用于光学相位传感和控制的光子解决方案 ， 建立一种能够补偿大气畸变的自适应光学系统 。 有了这样的系统 ， 就能抵消大气畸变造成的影响 ， 从而把激光准确照射到光帆飞船上 。
按照计划 ， 1亿台激光器将会分布在1平方公里的区域中 ， 整个激光阵列的总功率将会达到100 GW ， 耗电量巨大 。 但它只要满功率运行10分钟 ， 光子就能让光帆飞船获得高达1万g的加速度 。
当激光阵列关闭之后 ， 光帆飞船的速度将会被加速至五分之一光速 。 此后 ， 光帆飞船将依靠惯性飞向南门二 。 虽然太空几乎是真空状态 ， 但光帆飞船在飞行时 ， 仍然会受到太阳引力和星际介质的作用 ， 飞船的速度将会略微减慢 ， 它预计会用22年的时间飞抵比邻星b 。
到达那里之后 ， 光帆飞船把探测数据用无线电波传回地球 ， 还要4年多的时间 。 由于光帆飞船没有动力进行减速 ， 它将会快速飞掠南门二 ， 然后飞向宇宙深处 。
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