就能抵达最近的恒星系离人类最近的恒星( 三 )

保证散热给一个物体简单粗暴地提供大量的能量，使其达到极高的速度，不是什么难事。早在1957年8月，美国在核试验项目Plumbbob行动中进行地下核试验时，一个钢质井盖就被核弹炸上了天。科学家估计这个井盖的速度超过每秒66千米，甚至有人怀疑它早于苏联的斯普特尼克1号（于当年10月4日进入太空），是人类第一个送入太空的物体。不过后来的分析显示，这个井盖很可能因为过热，在飞出地球大气层之前就已经气化了 。
当然，这样的激光光帆要承受的能量是太阳光帆的数百万倍。如果不做好光帆的散热，那为光帆提供动力的激光源就妥妥变成了一个激光武器 ，而光帆就会像那个被核弹轰击的井盖一样，瞬间被摧毁。
这就是加利福尼亚大学洛杉矶分校（UCLA）副教授阿斯瓦特·拉曼（Aaswath Raman）团队考虑的事情。在发表于《纳米快报》的一篇论文中，研究团队提出了一种“光子晶体设计”的方案。他们认为，光帆必须由许多较小的织物组成，织物的排列必须和广泛热辐射的波长相匹配。而对于单块织物，其上还必须均匀分布着和入射激光波长相匹配的孔洞。这样， 光帆就能在获得足够动量的同时，还能充分散热，避免熔化、解体 。团队成员表示，他们未来将小规模制造这样的结构，并用高功率激光验证设计的可行性。
不过，所有人都表示，想要真的实现实用的、能达到20%光速并运送一颗芯片的光帆，可能还需要几十年的时间。不过至少，已经有人证明，激光光帆在原理上是可行的。巴加廷教授表示：“几年前，就算是做一些理论上的工作都被认为是不着边际。现在，我们不仅有了设计方案，并且所用的材料还是在实验室中实际可用的材料。”
其实，对于星际旅行技术的发展倒也不必非常悲观。毕竟在1903年，你问刚刚实现动力受控飞行的莱特兄弟，让他们畅想未来。恐怕他们怎么也不会想到，仅仅60多年后，阿姆斯特朗就在月球上踩下了人类的一大步。人类登月到现在的50多年间，虽然人类在航天技术上的进展虽然看起来没有冷战期间那般疯狂，但从整体上看，科学从未停下它前进的脚步。
从这个角度来看，星际旅行、激光光帆、20%光速、20年抵达比邻星，这些充满科幻色彩的名词，似乎也不那么遥远了。
撰文：王昱
审校：白德凡
参考链接：
https://voyager.jpl.nasa.gov
https://www.planetary.org/sci-tech/lightsail
https://secure.planetary.org/site/SPageNavigator/mission_control.html
https://www.eurekalert.org/news-releases/943728
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c03272
https://en.wikipedia.org/wiki/Operation_Plumbbob
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c03273
http://www.xinhuanet.com/techpro/2021-04/30/c_1127394313.html

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