澳大利亚研究人员不久前设计了一款星际推进系统 ， 用于将一艘宇宙飞船发射到我们最近的恒星邻居之一——并使用1亿束激光 。
来源：突破攝星计划
澳大利亚国立大学(ANU)的研究团在“突破摄星”项目中 ， 开发一种使用“光帆”技术的超轻型航天器 。 其振奋人心的目标是在短短20年内 ， 让该星际旅行者穿越数万亿公里的星系 ， 到达距离太阳第二近的半人马座阿尔法星 。
据了解 ， 目前远地航天器为旅行者1号 ， 距离地球约220亿公里 ， 仅太阳系之外——在1977年发射的 。 用我们所谓的传统航天器技术 ， 要到达最近的恒星系统也需要数百年的时间 。 但是澳大利亚国立大学的天体物理学家Chathura Bandutunga ， 新研究的第一作者 ， 说到激光推进系统可能是这个宇宙难题的答案 。
班杜?顿加解释说：“要跨越半人马座阿尔法星和太阳系之间的巨大距离 ， 我们必须跳出固有思维 ， 打造一种星际空间旅行的新方式 。
一篇发表在《美国光学学会杂志B》(Journal of The Optical Society of America B)上的论文概述了其设计理念：在地球上 ， 数以百万计的激光器组成的巨大的阵列 ， 共同照亮宇宙飞船的“帆” ， 并让它加速执行星际任务 。
创建该项目的澳大利亚国立大学节点的物理学家罗伯特·沃德(Robert Ward)说 ， 激光的协调是关键 。
沃德解释说：“‘突破摄星’计划估计所需的总光功率约为100 GW ， 是目前世界上最大电池容量的100倍 。 ”
“为了完成这一工程 ， 我们估计需要大约1亿台激光器 。 ”
研究人员面临的主要挑战之一是如何测量每个激光“漂移”了多少 。
【宜居行星|人类在宜居行星探索之路上的奋斗历程——半人马星座的航程】合著者保罗?西布利说：“我们使用一个随机数字信号来搅乱每个激光的测量值 ， 并在数字信号处理中分别解读每个激光 。 ”
“这使得我们能够从一大堆杂乱的信息中挑选出我们需要的测量值 。 然将问题分解成小数组 ， 并分段连接起来 。 ”
设计原理不仅要求在地面上安装大量的激光器 ， 也需要在空间上安装一个——一个“导向激光器”将被放置在单独环绕地球轨道的卫星上 ， 作为地面展示的指挥 。 通过测量大气的细微变化并将信息传回来 ， 它将矫正激光在地球上的路径 ， 使它们不会因地球的大气扭曲 。
班杜?顿加推测说：“一旦上路 ， 光帆将在真空中飞行20年才能到达目的地 。 ”“在飞越半人马座阿尔法星期间 ， 它将记录图像和科学测量数据 ， 并通过卫星传回地球 。 ”
但这篇论文只是概述了一个设计——接下来 ， 团队必须开始建造 。
Bandutunga说：“下一步是在受控的实验室环境中开始测试一些基本元件 。 ”“这包括将小阵列组合成更大阵列的概念 ， 以及大气校正算法 。 ”
相关知识
南门二（α Cen、半人马座α）位于天空南方的半人马座 ， 英文名Alpha Centauri ， 虽然肉眼分辨不出来 ， 不过南门二实际上是一个三合星系统 ， 其中一颗恒星是全天空第4明亮的恒星 。 不过因为其中两颗恒星距离过近 ， 肉眼无法分辨出来 ， 所以它们的综合视星等为-0.27等（超过第3亮的大角星） ， 绝对星等为4.4等 。 南门二也作为南十字星座最外围的指引而闻名 ， 因为南十字星座的位置太过南边 ， 所以大部分的北半球都看不到 。 传闻当年郑和下西洋 ， 就是用它来指引方向 。
南门二是距离太阳最近的恒星系 ， 只有4.37光年（约277,600天文单位） 。 比邻星（Proxima Centauri）通常被认为是这个恒星系的成员 ， 距离太阳只有4.24光年 。 因为南门二距离地球相对较近 ， 所以在关于星际旅行的冒险小说中 ， 理所当然将它当成“第一个停靠港口” ， 并预测在人口爆炸时甚至会对这个恒星系进行开发与殖民活动 。 这些观点通常也在科幻小说与电子游戏中出现 。
BY: cosmosmagazine
FY:逆光
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