恒星際旅行:兩種前往最近類地行星的技術(shù)
2016-09-18 09:36:00 來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)
向另一顆恒星派送宇宙飛船,從上個(gè)世紀(jì)五十年代起就縈繞在科學(xué)家的腦海中,幾乎每十年就有一個(gè)新的研究建議出現(xiàn)。不過(guò)現(xiàn)在,我們有了一個(gè)十分實(shí)際的目標(biāo)。
比鄰星b(Proxima b),距太陽(yáng)系僅4.2光年,質(zhì)量約為地球的1.3倍,正位于宜居帶,理論上允許液態(tài)水存在。這是近年出現(xiàn)的最有望成為未來(lái)家園的類地行星。作為“下一個(gè)地球”的候選者,近,幾乎是壓倒一切的勝利,比鄰星b毫無(wú)疑問(wèn)會(huì)成為星際航行鎖定之目的地。
真空中光速299792458米/秒,這是個(gè)定義上的值。現(xiàn)今,飛得最快的人造物體是美國(guó)航空航天局(NASA)的“新視野”號(hào),速度僅是光速的1/18000。以當(dāng)前的科學(xué)理論,如果提出飛船能夠以百分之一的光速飛行,還是可以被接受的。4光年的距離在天文尺度上不值一提,但對(duì)我們來(lái)說(shuō)仍難以逾越。
但“搜索外星文明”(SETI)項(xiàng)目天文學(xué)家杰夫·科林對(duì)《大眾機(jī)械》雜志表示,星際航行其實(shí)“沒(méi)那么牽強(qiáng)”,他們目前正與NASA開(kāi)普勒任務(wù)團(tuán)隊(duì)合作,用他的話說(shuō)“這一切都取決于政治和資金”。假設(shè)采取廣泛的國(guó)際合作,我們盡可以大膽設(shè)想在有生之年看到人類去問(wèn)候那位我們最緊密的鄰居。
方式一:核動(dòng)力推進(jìn)
上世紀(jì)中,美國(guó)核科學(xué)家首次提出了核脈沖推進(jìn)方法可用于星際間航行,當(dāng)時(shí)基本想法是:在飛船被火箭等工具送入太空后,即可于高強(qiáng)度防護(hù)板后面以一定時(shí)間間隔引爆小型核爆炸裝置,推動(dòng)飛船加速前進(jìn)。這一思路后來(lái)得到改進(jìn),演化出三種利用核能的方式:核反應(yīng)堆的熱能、來(lái)自反應(yīng)堆的高能粒子以及核彈。盡管普遍認(rèn)為,在所有星際航行的動(dòng)力問(wèn)題設(shè)想中,核脈沖推進(jìn)是水平最低的,但也遠(yuǎn)超過(guò)了我們現(xiàn)在的技術(shù)水平。
與核裂變方式相比,核聚變方式推進(jìn)飛船的威力要大得多了。按《星際航行概論》(錢(qián)學(xué)森著)中計(jì)算,核聚變火箭的噴射速度就能達(dá)到光速的6%。但核裂變發(fā)動(dòng)機(jī)在核心制造方面沒(méi)有太大困難,核聚變則不行——畢竟迄今我們?cè)诘孛嫔线沒(méi)有一個(gè)能量增益的聚變反應(yīng)堆呢。
核聚變推動(dòng)盡管聽(tīng)起來(lái)嚇人,但其實(shí)這種動(dòng)力方式也被假設(shè)可用于載人,只不過(guò)飛行中人員健康問(wèn)題需要商榷。最重要的是,目前的聚變反應(yīng)堆容器體積和重量都很驚人,想要用于星際航行,還是得在磁約束或慣性約束方面有所突破。
方式二:光子推進(jìn)
這也許是我們快速到達(dá)比鄰星系統(tǒng)的最佳選擇,劃算,技術(shù)可以說(shuō)是現(xiàn)成的。
因此,就在發(fā)現(xiàn)比鄰星b消息公布的第二天,1億美元的“突破攝星”計(jì)劃就宣布將自己的目標(biāo)對(duì)準(zhǔn)比鄰星b。
攝星計(jì)劃始于今年4月,由科學(xué)家霍金與俄羅斯億萬(wàn)富翁米爾納聯(lián)合啟動(dòng)。其設(shè)想利用傳統(tǒng)火箭發(fā)射母體太空船,將數(shù)千個(gè)配備太陽(yáng)帆的“納米飛船”帶往地球高空軌道,高能激光將在數(shù)分鐘內(nèi)將“納米飛船”加速到20%的光速,驅(qū)動(dòng)其飛向目標(biāo)。
該計(jì)劃一經(jīng)公布就引起工程和技術(shù)上的廣泛質(zhì)疑,但項(xiàng)目發(fā)起者堅(jiān)信其可行。攝星團(tuán)隊(duì)希望能在20年至30年內(nèi)發(fā)射飛行器,飛越20年后抵達(dá)比鄰星b,預(yù)計(jì)拍攝到照片時(shí)應(yīng)為2060年,屆時(shí)便可發(fā)現(xiàn)該星上是否存在海洋與生命。由于距離實(shí)在遙遠(yuǎn),照片傳回地球還需要4年多時(shí)間。
當(dāng)然,即使未來(lái)證據(jù)表明比鄰星b不支持生命存活,這個(gè)位于不遠(yuǎn)處的世界依然是人類天文探索事業(yè)中最重要的星球之一——我們用最保守方式的估計(jì),在幾百年里,利用機(jī)器人前往比鄰星b,還是完全有可能的。
編輯:賈斯曼
關(guān)鍵詞:比鄰星;類地行星;恒星;任務(wù)團(tuán)隊(duì);光速
天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)距地球最近宜居行星比鄰星,近日,德國(guó)天文學(xué)家通過(guò)望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)一顆距離地球最近的行星比鄰星,據(jù)報(bào)道,該行星表面溫度適宜,應(yīng)該存在液態(tài)水。近日,德國(guó)天文學(xué)家通過(guò)望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)一顆距離地球最近的行星比鄰星,據(jù)報(bào)道,該行星表面溫度適宜,應(yīng)該存在液態(tài)水。
2016-08-29 10:36:00
北京時(shí)間8月27日消息,歐洲南方天文臺(tái)(ESO)公布了一項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn),科學(xué)家們?cè)诰嚯x地球最近的恒星(除太陽(yáng)外)比鄰星的周圍發(fā)現(xiàn)了一顆系外行星,引發(fā)廣泛關(guān)注。倫敦大學(xué)瑪麗皇后學(xué)院的天文學(xué)家格列姆·安哥拉達(dá)-艾斯卡德(Guillem Anglada-Escudé)教授是作出這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)的研究組負(fù)責(zé)人,他表示:“搜尋生命的旅程開(kāi)始了。
2016-08-27 10:27:00
北京時(shí)間8月25日凌晨,位于智利的歐洲南方天文臺(tái)網(wǎng)站發(fā)布新聞,稱在距離地球最近的恒星半人馬座比鄰星周圍,發(fā)現(xiàn)一顆位于“宜居帶”類地行星——比鄰星b。中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)行星科學(xué)家鄭永春向科技日?qǐng)?bào)記者介紹,比鄰星b的氣候與地球風(fēng)格迥異,它沒(méi)有季節(jié),空間環(huán)境也可能更為惡劣。
2016-08-26 01:50:26
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