NASA 考虑向比邻星发射探测器

今年初，一家名为“太空倡议（Space Initiatives Inc.）”的美国初创公司向 NASA 提交了一份探索比邻星的提案。该提案设想通过光帆驱动的方式向比邻星发射上千颗微型探测器，称该方案为“蜂拥比邻星”。在 2024 年的九月份，在 NASA 举行的创新研讨会上，研究人员向人们阐述了该方案的具体细节以及展示相关动画。

比邻星是距离太阳系最近的一颗恒星，离我们只有 4.2 光年。出了奥尔特云，再走上大概一半的路程就到了。比邻星所在的系统不是单恒星系统，而是由三颗恒星组成的三合星系统，也是《三体》里三体人老家的原型。现实中，南门二那三颗恒星的运动有着特殊的关系：其中比邻星相对比较独立，另外两颗恒星离它非常远，它们更像是一个双星系统。

作为距离我们最近的系外恒星，比邻星周围存在三颗行星；其中两颗是岩质行星，这两颗行星甚至位于宜居带内。由于比邻星是一颗红矮星，它的宜居带离恒星很近，行星很容易被恒星潮汐锁定，再加上红矮星的“脾气”暴躁，超强耀斑时有发生。因此，尽管这些行星位于红矮星的宜居带内，实际上宜居条件并不理想。

尽管如此，比邻星是我们最近的系外行星，尤其是比邻星 b，它是一颗与地球质量相当的类地行星，因此人们对它抱有无限遐想。因此，很多人想知道：这么近就别老是用望远镜看了，直接发个探测器过去实地打探一番如何。

然而，尽管比邻星距离我们很近，但对人类来说，4.2 光年仍是遥不可及的距离。人类飞得最远的探测器是旅行者1号，从 1977 年发射以来，至今飞行将近半个世纪，但只走了0.0025光年。按这个速度，要到达比邻星至少需要 8 万多年。因此，实现星际航行必须依赖更先进的驱动方式，如光帆技术。

与反物质引擎、曲速引擎等科幻技术相比，光帆技术更接近现实。上世纪20年代，前苏联科学家提出了借助太阳光光压推动航天器的设想，该技术被称为“太阳帆（Solar sail）”。近年来，一些国家在这方面的研究虽然面临挑战，但也取得了进展。

之前介绍的寻找外星生命的“突破倡议”计划中，“突破摄星”计划旨在通过光帆技术将微型探测器发射到比邻星。

为何选择微型探测器？因为光子产生的推力微小，需要增加能量（如使用高功率激光及增大帆面积）并减小设备重量（如限定在几十克）。大而轻，材料问题首要需要解决。

制作合适材料的探测器后，研究人员计划使用高功率激光阵列进行加速。

通过持续推进的累积效应，“克”级探测器理论上最终能达到光速的20%，使人类探测器可能在100年内抵达比邻星。

尽管“克”级探测器很小且能力受限，但即便去了也无法做出重大事情。若发生意外，数十年的工作可能付诸东流，因此...... 为何不多发射一些呢？

NASA提出的计划中，研究人员计划一次性发射数百个探测器，最终形成由上千个探测器构成的集群。这样，能够展开更多工作，在前往比邻星的途中，探测器可以提前开始探索。例如，在太阳系周围的星际云方面，现在可以进行实地探索，这也将是人类首次以太阳系外视角观察宇宙。

一旦探测器到达比邻星，借助百台探测器组成的虚拟望远镜阵列，我们可以进行高分辨率的观测，直接成像恒星、行星、未知卫星，甚至比邻星的小行星。

尽管未能获得NASA（NIAC）的第二阶段资助，项目仍值得进一步研究和开发。与其他光帆项目一样，展示了未来几十年人类星际任务的可能性。

本文摘自微信公众号：Linvo 说宇宙（ID：linvo001），作者：Linvo

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