霍金造激光“飛船”難度究竟有多大？

　　但是由于技術(shù)方面的限制，太陽帆的面積在構(gòu)造的過程中也無法做得太大，現(xiàn)在太陽帆在實(shí)際應(yīng)用中有很大難度。時至今日，這一研發(fā)的進(jìn)展速度并不快。近20年來，美國、俄羅斯先后做過幾次太陽帆動力試驗(yàn)，成敗和失敗的均有，但也僅僅是在近地軌道內(nèi)嘗試過。目前跑得最遠(yuǎn)的是日本2010年5月21日發(fā)射的“伊卡洛斯”號太陽帆，但是也只是到達(dá)金星附近。因此太陽帆還遠(yuǎn)遠(yuǎn)談不到飛抵半人馬座。

　　而光子火箭則利用物質(zhì)與反物質(zhì)的湮滅反應(yīng)，自產(chǎn)光子并借由巨大凹面反射鏡，向后方噴射光子流。但依據(jù)這種設(shè)想開展的研究，數(shù)十年來沒有取得實(shí)質(zhì)進(jìn)展。由于面臨著非常大的技術(shù)問題，因此在未來相當(dāng)長的時期內(nèi)光子火箭還難以實(shí)現(xiàn)。

　　在龐之浩看來，霍金提出的航天器算不上實(shí)際上還算不上飛船，只是一個幾厘米見方的飛行物，這就會導(dǎo)致其利用太陽驅(qū)動變得不太現(xiàn)實(shí)。因?yàn)閱蝹€光子所產(chǎn)生的推力極其微小，比如在地球到太陽的距離上，光在一平方米帆面上產(chǎn)生的推力還不到一只螞蟻的重量。

　　為了解決太陽光作為能源驅(qū)動無法滿足要求的問題，“突破攝星”計(jì)劃提出了激光推進(jìn)的構(gòu)想。但是由于設(shè)想的激光推進(jìn)技術(shù)在工程方面也很復(fù)雜，這導(dǎo)致其在實(shí)際工程中很難變成現(xiàn)實(shí)。

　　面臨的四大挑戰(zhàn)

　　霍金在發(fā)布會上展示視頻截圖。這臺納米飛行器可以依靠反射光推進(jìn)，加速到五分之一的光速，這一速度遠(yuǎn)高于當(dāng)前的太空飛船。

　　龐之浩認(rèn)為，在現(xiàn)有太陽帆技術(shù)的進(jìn)展過程中，提出激光“飛船”的設(shè)想并不是很難，也許在2050年左右人類會研制出一個這種微型飛行器的雛形，但是要跑到半人馬座還是不太現(xiàn)實(shí)。這里面主要有下面四大挑戰(zhàn)：

　　第一大挑戰(zhàn)：能源供應(yīng)技術(shù)挑戰(zhàn)

　　據(jù)了解，“突破攝星”計(jì)劃將通過衛(wèi)星向太空釋放數(shù)千個重量在1克以下的微型航天器。其設(shè)計(jì)如同一只背后有帆的蝴蝶，采用納米技術(shù)，通過激光光束供能。但是這也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。4.37光年遠(yuǎn)的距離，而光能在傳輸?shù)倪^程中能量會衰減。因此如何保證充足的能量供應(yīng)是個挑戰(zhàn)。

　　目前，人類已經(jīng)制造出可以在地球軌道上運(yùn)行的小芯片衛(wèi)星，但是能量供應(yīng)一般就幾天、幾個月，上1年的就很少。

　　能量供應(yīng)問題是星際航行必須要突破的障礙。由美國宇航局研制的一艘無人外太陽系空間探測器旅行者1號于1977年9月5日發(fā)射，截止到2014年10月仍然正常運(yùn)作。經(jīng)過將近40年的飛行，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入太陽系最外層邊界。旅行者1號上攜帶著兩枚核電池，這是這些年來它太空飛行通信的能量保證，但是預(yù)計(jì)只能能夠保證它繼續(xù)飛行至2025年。一旦電池耗盡，它也就不能正常工作和旅行了。而“突破攝星”計(jì)劃中的激光“飛船”旅行的距離要比旅行者1號遠(yuǎn)得多，能量供應(yīng)的挑戰(zhàn)更大，其激光供能的方式也要比核能更為復(fù)雜。

　　第二大挑戰(zhàn)：通信問題如何解決?

　　進(jìn)行深空探索，通信問題一直是一個令人十分頭痛的問題。對于前往半人馬座的航天器來說，還要解決地面能否收到探測數(shù)據(jù)，可否在如此遙遠(yuǎn)的距離上實(shí)現(xiàn)測控通信。龐之浩說，美國旅行者1號才走到太陽系的邊緣，與地球的通信就有17個小時的延遲。如果使用現(xiàn)有的電磁波的通信手段，到人頭馬阿爾法星的時間延長將會更為嚴(yán)重，而這將會嚴(yán)重影響測控通信，也影響探索工程的推進(jìn)。

　　不過龐之浩也表示，通信問題到也不是沒有解決的辦法。目前科學(xué)家們已經(jīng)在進(jìn)行激光通信實(shí)驗(yàn)，激光通信比電磁波要快6倍。2014年6月6日，美國航天局宣布，該機(jī)構(gòu)利用激光束把一段高清視頻從國際空間站傳送回地面，成功完成一種可能根本性改變未來太空通信的技術(shù)演示。未來該技術(shù)成熟以后應(yīng)用到太空探索領(lǐng)域，將會為遠(yuǎn)距離星際探索提供極大的通信方便。另外一種策略就是建設(shè)中繼站，未來在太空中通過中繼站傳輸?shù)姆绞綖樾请H探索提供保證。但不管怎樣，這些星際通信方式并不是短時間內(nèi)就能夠予以突破的。