就能抵达最近的恒星系离人类最近的恒星( 二 )

太阳帆就是这样的航天器。我们都知道，光具有粒子性，光子是带有动量的。所以，太阳系内阳光所及之处，都被太阳施加了一个推力。如果我们张开一张很大的反光膜，就能“白嫖”太阳光子的动量给航天器加速。实际上，已经有人这样做了。2019年6月25日，猎鹰重型火箭搭载LightSail 2发射升空，这个航天器在当年7月23日展开了自己的太阳帆。尽管在部署之后， LightSail 2由于配平等原因随机翻滚了很久，但团队最终还是让它按计划工作了起来。最终，他们成功测到了LightSail 2被阳光推动的证据。
LightSail 2示意图，它可以从阳光获得0.058mm/s2的加速度。图片来源：The Planetary Society
不过，阳光的力量还是太微弱了。这样微弱的力别说用来做星际航行， 它连700千米高空的空气阻力都无法克服 。根据研究团队自己公开的数据， LightSail 2无法长期维持自己的轨道高度，随着轨道一点点降低，它大概会坠落到地球大气层中。

LightSail 2从地球轨道上回传的画面。图片来源：The Planetary Society
用激光替代阳光毕竟，太阳只是无差别地向四面八方辐射能量，我们或许可以用更强的激光，定向给光帆提供动力。而这，就是宾夕法尼亚大学副教授伊戈尔·巴加廷（Igor Bargatin）团队的想法了。巴加廷教授直截了当地表示：“如果我们想要在有生之年的时间内抵达另一颗恒星，那就需要相对论级别、接近光速的速度。”
他们的论文发表在《纳米快报》上。根据论文的描述，他们设想了一种光帆。这张光帆直径大约3米，厚度却仅有100纳米，质量仅1克 。科学家可以从地球上向它发射激光，为其提供动力。就像帆船在大海中航行一样，强大的光压会让光帆呈圆弧形，这能让光帆更好地分散张力，减小被撕裂的风险。光帆的材料则选用氧化铝和二硫化钼，都是比较容易获取的材料 。
根据巴加廷团队的模拟，这张直径3米左右的光帆，能搭载一枚芯片大小的探测器，加速到光速的20%左右。虽然荷载只有一枚芯片，听起来比《三体》中“只送大脑”的“阶梯计划”还要寒碜。不过一想到速度能达到0.2倍光速，比三体人的水滴还要快，似乎也不难接受了。
激光强度不同时，光帆加速距离和温度的模拟。图片来源：Nano Lett. 2022, 22, 1, 90–96
这个科幻般的场景是俄国富豪尤里·米尔纳突破倡议（Breakthrough Initiatives）的一个子项目所要达成的目标，项目名为突破摄星（Breakthrough Starshot）。2016年，史蒂芬·霍金和尤里·米尔纳曾一起宣布该项目正式启动。他们的目的就是建造能20年内抵达比邻星的探测器，因为它是距离我们最近的恒星。
不过，除了距离上的原因外， 比邻星的确处在一个很有趣的系统里面 。就像在《三体》里写的一样，比邻星处在一个三星系统中，并且它有一颗名为比邻星b的行星。比邻星b距离比邻星很近，比邻星的恒星活动还非常剧烈。比邻星b整颗行星就很容易被比邻星的耀斑烤焦。澳大利亚帕克斯望远镜甚至还宣称在突破聆听（Breakthrough listen）计划中收到过来自比邻星的神秘射电信号，不过这后来被证明是干扰。

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