数百年来，人类一直致力于探索宇宙的奥秘。然而要实现星际航行，其对于宇宙飞船的动力要求就会更加苛刻。为了前往数十光年外的恒星，我们需要携带大量燃料，但这样会导致飞船变得过于沉重。

既然随身携带燃料有不少阻碍，是否可以轻装上阵，直接摒弃燃料呢？如今就有这样一种选择，通过将星际飞船固定在一个巨大的反光帆上，并利用强大的激光进行照射，光子的冲力会把飞船推到光速的几分之一。乘着光束，光帆任务可以在几十年内到达半人马座比邻星（半人马座比邻星是除太阳之外距离地球最近的一颗恒星，距离我们约为4．2光年）。

什么是光帆？光帆，也被称为太阳帆或光子帆，是一种利用太阳光的光压作为推进力的航天器推进系统。光帆利用的是太阳光的光压作用，而不是太阳能发电产生的动力。

光帆是一种巨型薄膜镜片，其厚度只有头发丝的十分之一，可以理解为大航海时代的风帆。光帆通过接受太阳光的照射，产生光压，进而推动航天器进行移动和加速。由于太阳光的辐射压非常小，光帆需要经历漫长的加速过程，但它的好处是只要有阳光或其他恒星光线的地方都能使用，因此理论上可以进行长时间的星际旅行。

然而，制造足够大且轻质的光帆以及如何驾驶光帆前进的问题仍然需要解决。目前，光帆技术仍处于理论研究阶段，其工程挑战极大，因为跨越几十年光年，即使是最小的问题也可能难以解决。

对于激光驱动光帆保持稳定，最近有篇论文就探讨了如何在激光束上平衡光帆的问题。虽然激光可以直接对准一颗恒星，或者几十年后恒星的位置，但是光帆只有在完全平衡的情况下才能跟随光束前进。如果光帆相对于光束稍有倾斜，反射的激光就会给光帆带来轻微的横向推动力。无论这种偏差有多小，它都会随着时间的推移而增大，导致光帆的轨迹不断偏离目标。我们永远无法完美地对准光帆，因此我们需要一些方法来纠正微小的偏差。

传统的火箭基本上是通过内部陀螺仪来稳定火箭，并利用发动机动态调整推力来恢复平衡。但陀螺仪系统对于星际光帆来说过于笨重，而且光束的调整需要数月或数年的时间才能到达光帆，不可能实现快速改变，但该论文提出利用一种辐射技巧——波因廷－罗伯逊效应。

波因廷－罗伯逊效应是指行星际空间的粒子受到与太阳辐射的相互作用，被拖向太阳并围绕太阳运动的现象。它起因于质点对辐射的吸收和发射，因此也被称为光压使尘粒沿螺旋轨道缓慢落入太阳的效应。这种效应的强度与尘埃环绕太阳的线速度成正比，与太阳辐射强度成正比。

那么如何利用波因廷－罗伯逊效应使我们的光帆探测器保持航向？论文的作者通过假定光束是简单的单色平面波（真实的激光更为复杂），展示了一个简单的双帆系统如何利用相对运动的影响来保持飞船的平衡。当风帆稍稍偏离航向时，来自横梁的恢复力会将其抵消。由此证明这一概念是可行的。但随着时间的推移，相对论效应也会发挥作用。先前的研究已经考虑到了相对运动的多普勒效应，但这项研究表明，相对论版本的色差也会发挥作用。在实际设计中需要考虑到全部相对论效应，这需要复杂的建模和光学技术。因此，光帆似乎仍然是到达恒星的一种可能方式。只是我们必须小心谨慎，不要轻视工程上的挑战。