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对比邻星的访问可能需要数千年的时间

发表时间:2019-06-27

作者:易智编译

浏览次数:15041

        如果你想去新发现的围绕着比邻星运行的行星度假,你可能需要重新考虑一下。从天文学上讲,它离我们很近——只有4.2光年远——但对于任何可行的交通技术来说,它仍然太远了,无法在当前的千年之内到达。
        事实上,这是一个非常肯定的芝加哥小熊会赢得世界大赛之前任何人类步骤踏上地球最近的邻居蒐集(称为比邻星b)。除非p Centaurian外星人很快到达“服务人”食谱,你访问的机会比邻星b在你死之前是泰德邦迪的圣徒一样。当任何人从这里到那里的时候,年份将会有五位数。
        美国宇航局的“新视野号”探测器——人类有史以来发射速度最快的宇宙飞船——花了9年时间才到达冥王星。以每秒16公里的最高速度,新视野号需要8万年才能到达比邻星。
        太阳帆推进技术——在这种技术中,重量较轻的飞船可以通过太阳光的压力来加速——会稍微快一点,但不会快太多,(据估计)需要6.6万年的时间才能使比邻星(Proxima Centauri)运行。
        新的推进方案已经提出,可以大大减少时间。例如,张文武和他的同事在8月份出版的《应用辐射与同位素》杂志上指出,由阿尔法粒子反冲驱动的帆比太阳帆有一些明显的优势。
        普通火箭的速度受燃烧的燃料喷射废气的速度的限制;美国宇航局已经研究了一种等离子发动机的设计,可以达到50公里/秒的排气速度。但是,张和他的同事指出,这种方法需要巨大的能量输入和高压(因此将会非常昂贵)。另一方面,放射性物质释放出的阿尔法粒子的速度可以快300倍。因此,张和合著者断言,“阿尔法衰变粒子……可能是空间长时间加速的潜在解决方案。”
        当然,通常一大块放射性物质会向四面八方发射阿尔法粒子。所以你的飞船需要在一边安装一个防护罩来吸收这些粒子,以免它们飞得太远。其余的水会流向相反的方向,推动飞船前进(根据动量守恒定律)。的确,阿尔法粒子很小,它们的反冲效应也很小。但总有办法。使用标准技术发射到太空(从而达到16公里/秒的启动速度),阿尔法反冲航天器最终可以达到200-300公里/秒左右的速度。
        它有助于选择正确的发光材料。铀232是理想的。它有足够长的半衰期(近70年),可以持续更长时间的航行,但它也会衰变为子核,更频繁地发射阿尔法粒子,增强反冲效应。(不过,你不会在铀矿里找到任何U-232,它需要在核嬗变工厂生产。)
        假设有一种合适的轻而薄的吸收材料,张和他的同事设想出一艘直径约24米的阿尔法动力星际帆。他们计算到比邻星的旅行时间在4000年到9000年之间(取决于燃料质量与航天器总质量的比例)。这将很容易赢得与太阳帆的比赛,但将远远超过大多数人可用的假期时间。“星际旅行肯定需要更好的推进技术,”张和他的同事低估了这一点。当然,在4000年内,有人将发明一种更快的技术,可以通过阿尔法衰变工艺,首先到达比邻星b。
        正如科学新闻天文学作家克里斯托弗·克罗克特(Christopher Crockett)在他关于Proxima b发现的报道中所指出的那样,其他人已经有了想法。慈善家尤里·米尔纳(Yuri Milner)最近宣布了一个研究项目,探索向比邻星(Proxima Centauri)——半人马座阿尔法三星系统(Alpha Centauri triple star system)——发射大量纳米飞行器的前景。(比邻星是第三颗恒星,大概在半人马座阿尔法星A和b的轨道上)该计划设想的晶圆重约1克左右,由类似质量的光帆携带,帆帆由强大的激光束推动。如果当前的技术梦想成真,晶圆片上的微型摄像机和激光就能捕捉到Proxima b的信息并将其传回地球。
        据推测,这样的纳米飞行器可以达到光速的20%,使它们在发射后20年左右到达比邻星。所以在小熊队赢得世界大赛之前,从Proxima b得到消息的可能性很小。但是骑在这样的晶圆上是没有希望的,除非,也许,你是一个缓步动物。
        即使一些未来的技术允许建造一艘真正的飞船,比如航天飞机的大小,可以以光速的20%飞行,这可能也不是一个好主意。这样一艘船,如果被错误的人控制,可能会成为最具破坏性的weap


关键词:

邻星的访问 4.2光年 天文学 数千年

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