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霍金的“突破摄星计划”竟是忽悠?

导读: 这个“突破摄星计划”就是瞎扯淡。下面我们就简单介绍“突破摄星计划”,再说明它为什么是瞎扯淡、霍金怎么忽悠人。

2016年4月12日,科技大亨尤里·米尔纳(Yuri Milner)说:“55年前的今天,加加林成为了第一个太空人。今天,我们准备要迈出下一个大步——走向星际。”

一场史无前例的大忽悠,就这样开始了!

一、霍金的表演

4月12日,著名物理学家霍金在新浪开通了微博,第一篇短文回顾了自己与中国的渊源。虽然大家不知道霍金为什么要开微博,但是这位黑洞专家的吸引力确实非常大,粉丝数很快就突破了百万。

13日早晨(美国时间12日下午),霍金发表了第二篇微博,宣布了“突破摄星计划” (Breakthrough Starshot):计划研发“超微型飞船”(nanocraft,质量为几克的自动化太空探测器),并利用激光推进技术(Light Beaming)将其加速到光速的1/5。如果这个计划成功了,超微型飞船就可以在发射后20年左右到达半人马座阿尔法星,在那里拍摄图片、采集科学数据,并把相关信息通过激光传送回来。

现在明白了。

霍金为什么要开微博?因为他要忽悠人啊!

这个“突破摄星计划”就是瞎扯淡。下面我们就简单介绍“突破摄星计划”,再说明它为什么是瞎扯淡、霍金怎么忽悠人。本文读者所需要的知识,并不超过百度百科和大学普通物理。

二、“突破摄星计划”简介(国内新闻报道)

这部分内容节录和改编自国内新闻报道。

霍金和米尔纳共同宣布启动“突破摄星计划”,人类历史上前所未有的太空探索计划,发起人包括几位世界顶级科学家和科技界实业家。他们计划开发飞行时速高达1亿6000万公里的无人太空探测器,并于是20年内抵达离太阳系最近的星系。

该计划旨在给科学和太空探索带来革命性的变化,已经获得1亿美元的研究经费。目标任务是我们这一代人的有生之年,抵达半人马座阿尔法星(AlphaCentauri)。

“突破摄星”团队提议建造小型无人宇宙探测器,探测器上将装载照相机、导航和通讯器材、能源供应,但其重量将比一部智能电话还要轻。这个“纳米飞行器”将会以激光驱动,可以光速的20%飞行。

一个陆基的、长约1公里的光束枪将被建于一个高海拔的干燥地区。之后,科学家们会发射母体太空船,将数千个“纳米飞行器”带往近太空。一旦进入太空,这些小小的太空船将各自扬起可延展达数米的光帆。光束枪会将光束聚焦在光帆上,驱动“纳米飞行器”飞向目标。这些“纳米飞行器”将在数分钟内加速到时速1亿6000万公里。有价值的数据会通过飞行器上的激光通讯系统传回地球。

三、“突破摄星计划”简介(项目网站内容)

先说说“量级”(scale)的概念。简单地说,“量级”就是“大小差不多”的意思。比如说,“克的量级”就是说质量为几克乃至几十克(也可以是零点几克,或者上百克);“米的量级”就是说长度为几米(也可以是零点几米,或者几十米);依此类推,“千米的量级”就是几公里了;一代人的时间,大致是几十年。

下面这部分内容来自于突破项目的网站。是我大致翻译的,虽然不一定特别准确,但是也不会太离谱——在翻译质量的“量级”上来看,大致是正确的。

米尔纳和霍金宣布启动“突破摄星计划”(BreakthroughStarshot Project),计划用几年或几十年的时间,开发出速度为1/5光速的无人微型飞船,飞向半人马座阿尔法星,在那里拍摄照片、采集数据并传送信息回来。

突破摄星计划初期投资1亿美元,只是为了证明“激光驱动的超微型飞船”具有可行性。这种飞船的速度是光速的1/5,可以到达近邻的恒星系,拍摄那里有可能存在的行星图像,获取其他科学数据。

突破摄星计划的核心内容是超微型飞船(Nanocrafts)和激光推进装置(Light Beamer)。

1、超微型飞船是质量非常轻的全自动飞船,大概是几克乃至几十克重,包含星芯(StarChip)和光帆(Lightsail)两个主要部分。星芯包括相机、光子推动机(photonthruster)、动力供应系统、导航和通讯设备,还有全套的空间探测器,总重量是几克乃至几十克。光帆只有几百层原子的厚度,质量为几克乃至几十克。

2、激光推进装置由相位相干的激光阵列构成,每次发射需要产生和存储的能量,大约相当于几百万度(千瓦时)的电。(译注:总功率大约是1亿千瓦,100 gigawatt)。

超微型飞船可以大批量地制作,价格大致相当于iPhone手机,大批量地发射,从而增加冗余度和覆盖面(译注:提高“瞎猫碰到死耗子”的可能性)。激光推进装置是模块化的,可扩充的。一旦技术成熟的话,每次发射的费用可以降低到大约几十万美元。

研发阶段预计要持续若干年,1亿美元经费说的就是这个。为了实现终极目标(抵达半人马座阿尔法星),需要的预算还要大得多呢(译者估计:几十亿乃至几百亿美元,这还仅仅是下限)。需要实现的技术指标(技术路线,Path to the stars)如下:

1、在高海拔的干燥地区,建立陆基的、范围为几千米的激光推进装置。(译注:不是长度为几千米,而是方圆几千米。)

2、每次发射需要产生和存储的能量,大约相当于几百万度电(gigawatt hours)

3、发射航天母舰,搭载几千个超微型飞船,飞到太空轨道上(a high-altitude orbit)

4、采用实时的适应光学技术(adaptiveoptics technology),消除大气层对激光光束的干扰

5、把激光束聚焦在光帆上,在几分钟内,把超微型飞船加速到终极速度

6、在旅途中遇到的星际尘埃

7、用超微型飞船上的激光通讯系统将拍摄到的行星图像和其他科学数据传回到地球上

8、利用发射超微型飞船的激光推进装置来收集4光年后的数据

这些都是巨大的工程挑战,更多细节可以在项目网站上找到。据该网站说,所有的关键要素要么是已经可以实现的,要么就是在合理假设下有可能在近期内实现的。

突破摄星计划将在开放、合作的研究环境中进行:完全属于基础科学研究;发表新结果,完全透明、开放获取;对所有相关领域的专家开放,对公众开放,谁都可以到项目网站的论坛来贡献想法

激光推进系统比现有的任何科学大设备都要大得多。项目需要全球合作和支持。发射的时候,要得到所有适当政府和国际组织的批准。

等到星际旅行所需的技术成熟了,就会出现很多其他机会(译注:这些才是似乎有那么一点点可能性的东西):探测太阳系;用激光推进装置作为千米量级的天文观测望远镜;探测有可能撞击地球的遥远小天体(译注:这个遥远并不远,应该就在太阳系以内,跟半人马座阿尔法星的距离没法子比的)。

四、项目可行性被质疑

已经有一些专家质疑了这个项目的可行性。

“对于这一计划,相关领域的专家解读,想法很好,但目前具有科幻色彩。如果在遥远的将来能够实现,将具有开创性工程意义,但还谈不到科学价值。”

“北京大学天文学教授徐仁新说,他完全不相信该计划会成功。微小的太空船会在长途的星际旅行中遇到非常多的障碍,比如撞上小小的星尘时,飞行器就会大大减速。‘即便一部分可以抵达半人马座阿尔法星,它们也不能送任何数据回地球,因为它们的天线太小了。’”

有些专家更乐观些。“北京天文馆的高级工程师寇文说,该项目应该考虑西藏作为安置大型光束枪的一个备选地点。寇文说,西藏是全球海拔最高的高原,其干冷的气候将减少对激光光束的大气吸收和干扰,这个条件比地球而上其他地方都要优越。”

总的来说,专家们都很客气,说的话都很婉转。为什么呢?原因很简单:霍金太有名了,米尔纳太有钱了,普通人太喜欢看热闹了。

虽然这就是个再明显不过的忽悠计划,根本不可能实现的空想,但是,局外人谁也抹不下脸来,谁也不好意思直截了当地说:你这就是瞎忽悠嘛。

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