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“突破摄星”计划继续推进!人类将以20%光速冲出太阳系!
来源:fun88体育登录网站    发布时间:2024-05-24 23:17:27

  “突破摄星”计划继续推进!人类将以百分之二十的光速冲出太阳系!...两个愿景中加入的突破计划(BreakthroughInitiative)更是发人深省,因为突破系列包括了人类将向半人马座星系发送探测器的计划,它会赶往比邻星!

  在寻找地外文明的过程中,SETI计划是绕不开的存在。最早是从Ozma项目开始,一直到今天,SETI项目还在进行中,但是在SETI计划的发展过程中,遇到了几次重大的变故,甚至SETI计划都差点胎死腹中!

  是法兰克·德雷克第一个用射电望远镜寻找地外文明,也是第一个向地外文明发出信号(阿雷西博信息)的人。在他领导的SETI计划的鼎盛时期,无数射电望远镜指向天空寻找地外文明的文明信号!然而,SETI计划并不顺利:

  1978年,NASA开始正式赞助SETI计划,但1981年,参议员威廉·普罗克斯迈尔提出修正案,否决NASA资助SETI计划。最终,卡尔萨根凭借超强的人气影响力,让华盛顿继续同意资助SETI计划。

  SETI项目生死存亡的时刻是在1993年,参议员理查德布莱恩继续提出法案,砍掉当时被更正为“高分辨率微波勘测”(HRMS)的名称.此后,SETI计划进入低谷,甚至一度难以为继!

  《超时空接触》一位女科学家的原型据SETI研究所创始人JillTate称,SETI计划自1993年以来慢慢的变成了那几句话,否则将引起政治家歇斯底里的反对,而从1990年代开始,由于近30年的SETI项目毫无成果,实际上逐渐转向了更务实的生物印记搜索!

  这包括论证和寻找生命以原始形式留下的可检测特征,例如寻找系外行星大气中氧气的光谱特征(大量富氧Set被认为来自生物起源),收集和分析火星表面土壤的化学成分等,而在2018年,JillTate提出用Technosignature彻底取代SETI!

  以上是俄罗斯亿万富翁尤里·米尔纳2016年4月宣布成立突破摄星(BreakthroughStarshot)项目之前SETI项目的历史和现状,能够说是更适时地,生物印记检测已经开展,但仅限于被动研究,而突破摄星则是主动发射探测器到达比邻星,这无疑给陷入困境的地外文明搜索计划打了一针强心针沟渠。

  本计划的目的是搭载光帆的克级纳米载具,然后利用地面激光阵列持续照射光帆,直至加速到60000公里/秒,也就是20%的光速。按照这一个速度,这种克级纳米飞行器将在20年内到达比邻星,减速进入轨道后,人类将在40年内收到探测器从比邻星传回的信息!

  毫无疑问,这可能是自SETI项目以来最具开创性的项目之一,而且它利用了现有的技术。从理论上讲是可完全实现的,但它任旧存在。几个谜题!

  发射纳米探测器第一步是要激光阵列来加速光帆。地面建设成本相比来说较低,但需要适应性技术克服大气湍流,一定要考虑损失。如果它建在轨道上,那么它的计划一定是遥遥无期!UCSB物理学教授PhilipM.Lubin建议将激光阵列的发射波段设置为1060nm,这已经是肉眼无法看到的红外激光!

  哈佛大学天文学系主任阿维勒布和博士后扎克曼彻斯特(ZacManchester)计算了光帆的形状,验证了它与激光束的相互作用,而阿维勒布也被要求加入团队参与整体设计和研究工作。

  美国宇航局PeteKlupar认为在轨建设成本可能高达1000亿美元,因此他认为在地面建设更现实,但资金缺口仍然一样高作为1000亿美元$10000万美元(俄罗斯大亨提供1亿美元,这不是一个小数字,但似乎很遥远)。

  Lubin的初步计算表明,如果地球上的相控阵激光阵列达到100GW,只需要三分钟就可以将纳米探测器光帆加速到20%的光速,而事实上,显然不能这么粗暴,只能慢慢加速,以免在高G下撕裂光帆。

  但另一个问题是如何减速。20%的光速穿过太阳和地球的距离只需要42分钟,探测到达比邻星也只需要几十分钟。因此,探测器发射成功后的减速度将是最大的。挑战。

  两位德国科学家RenéHeller和MichaelHippke提出了绕半人马座三星系统减速的方案,经过A星、B星,最终抵达目的地C星。在这样的一个过程中,光帆会受到A星和B星的影响,随着恒星辐射压的减速,高达10万平方米的光帆绕着两颗星减速后会进入C星的轨道!

  但是这个计划只是进入了C星,也就是比邻星的恒星轨道,它会成为比邻星的一颗小行星,仍然不足以到达比邻星的行星,但是已能探测到行星与在轨行星会合时的数据,虽然几率不高,但对于克级探测器来说,这已经是前所未有的壮举。如果成功,突破摄星计划将持续100年!

  这款克级探测器的最大发射功率为几瓦(激光通讯)。我们能接收到比邻星发射的瓦级信号吗?这仍然是一个未知数,但天基光学激光通信的最新进展让Starshot研究人员有相当大的信心,认为巨型相控阵激光接收器阵列中来自4光年外的窄带激光信号将被准确地分离出来。恒星背景辐射!

  哈佛大学的麦克道威尔表示,信号传输的激光窄带信号会与背景信号源不同,但麦克道威尔仍将数据接收视为Starshotone的一大技术挑战。

  整个计划最精彩的是它的20%光速,这是人类梦寐以求的速度,但它的投资也高达数百亿美元。俄罗斯富豪虽然慢慢的开始了,但何时能实现呢?还是那么陌生!不过好消息是,这个计划还在继续,虽然这个周期会有点长,但至少有人在努力。


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