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(yáng)帆的面積在構造的過(guò)程中也無(wú)法做得太大，現在太陽(yáng)帆在實(shí)際應用中有很大難度。時(shí)至今日，這一研發(fā)的進(jìn)展速度并不快。近20年來(lái)，美國、俄羅斯先后做過(guò)幾次太陽(yáng)帆動(dòng)力試驗，成敗和失敗的均有，但也僅僅是在近地軌道內嘗試過(guò)。目前跑得最遠的是日本2010年5月21日發(fā)射的“伊卡洛斯”號太陽(yáng)帆，但是也只是到達金星附近。因此太陽(yáng)帆還遠遠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，自產(chǎn)光子并借由巨大凹面反射鏡，向后方噴射光子流。但依據這種設想開(kāi)展的研究，數十年來(lái)沒(méi)有取得實(shí)質(zhì)進(jìn)展。由于面臨著(zhù)非常大的技術(shù)問(wèn)題，因此在未來(lái)相當長(cháng)的時(shí)期內光子火箭還難以實(shí)現。

　　在龐之浩看來(lái)，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(gè)幾厘米見(jiàn)方的飛行物，這就會(huì )導致其利用太陽(yáng)驅動(dòng)變得不太現實(shí)。因為單個(gè)光子所產(chǎn)生的推力極其微小，比如在地球到太陽(yáng)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(yáng)光作為能源驅動(dòng)無(wú)法滿(mǎn)足要求的問(wèn)題，“突破攝星”計劃提出了激光推進(jìn)的構想。但是由于設想的激光推進(jìn)技術(shù)在工程方面也很復雜，這導致其在實(shí)際工程中很難變成現實(shí)。

　　面臨的四大挑戰

　　霍金在發(fā)布會(huì )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，這一速度遠高于當前的太空飛船。

　　龐之浩認為，在現有太陽(yáng)帆技術(shù)的進(jìn)展過(guò)程中，提出激光“飛船”的設想并不是很難，也許在2050年左右人類(lèi)會(huì )研制出一個(gè)這種微型飛行器的雛形，但是要跑到半人馬座還是不太現實(shí)。這里面主要有下面四大挑戰：

　　第一大挑戰：能源供應技術(shù)挑戰

　　據了解，“突破攝星”計劃將通過(guò)衛星向太空釋放數千個(gè)重量在1克以下的微型航天器。其設計如同一只背后有帆的蝴蝶，采用納米技術(shù)，通過(guò)激光光束供能。但是這也面臨著(zhù)巨大的挑戰。4.37光年遠的距離，而光能在傳輸的過(guò)程中能量會(huì )衰減。因此如何保證充足的能量供應是個(gè)挑戰。

　　目前，人類(lèi)已經(jīng)制造出可以在地球軌道上運行的小芯片衛星，但是能量供應一般就幾天、幾個(gè)月，上1年的就很少。

　　能量供應問(wèn)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(wú)人外太陽(yáng)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月仍然正常運作。經(jīng)過(guò)將近40年的飛行，現在已經(jīng)進(jìn)入太陽(yáng)系最外層邊界。旅行者1號上攜帶著(zhù)兩枚核電池，這是這些年來(lái)它太空飛行通信的能量保證，但是預計只能能夠保證它繼續飛行至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”計劃中的激光“飛船”旅行的距離要比旅行者1號遠得多，能量供應的挑戰更大，其激光供能的方式也要比核能更為復雜。

　　第二大挑戰：通信問(wèn)題如何解決?

　　進(jìn)行深空探索，通信問(wèn)題一直是一個(gè)令人十分頭痛的問(wèn)題。對于前往半人馬座的航天器來(lái)說(shuō)，還要解決地面能否收到探測數據，可否在如此遙遠的距離上實(shí)現測控通信。龐之浩說(shuō)，美國旅行者1號才走到太陽(yáng)系的邊緣，與地球的通信就有17個(gè)小時(shí)的延遲。如果使用現有的電磁波的通信手段，到人頭馬阿爾法星的時(shí)間延長(cháng)將會(huì )更為嚴重，而這將會(huì )嚴重影響測控通信，也影響探索工程的推進(jìn)。

　　不過(guò)龐之浩也表示，通信問(wèn)題到也不是沒(méi)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，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，該機構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(lái)太空通信的技術(shù)演示。未來(lái)該技術(shù)成熟以后應用到太空探索領(lǐng)域，將會(huì )為遠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中繼站，未來(lái)在太空中通過(guò)中繼站傳輸的方式為星際探索提供保證。但不管怎樣，這些星際通信方式并不是短時(shí)間內就能夠予以突破的。