光本身能讓我們到達另一顆恒星嗎?

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半人馬座阿爾法星是離我們最近的恒星系統,距離僅略超過四光年,幾代以來一直吸引著天文學家和講故事的人。使用傳統火箭,到達那里需要幾十萬年,即使是獵戶座飛船也需要大約10萬年。但德克薩斯農工大學的一組研究人員認為,他們可能已經朝著一種能讓我們在短短20年內到達那里的技術邁出了初步的第一步。


他們的秘密……是利用光本身。


這張展示亮星半人馬座AB周圍天空的圖像還顯示了遠為暗淡的紅矮星比鄰星,它是距離太陽系最近的恒星,或許會成為我們首艘光推進星際飛行器的目的地(來源:數字化巡天2號)

光可以推動物體的想法并不新鮮。陽光會對它接觸到的所有物體施加微小但可測量的壓力,配備太陽帆的航天器已經證明,在無摩擦的太空環境中,僅靠光子就能提供有用的推力。但德克薩斯農工大學的團隊將這一概念推向了真正新穎的方向。他們創造了一種被稱為元射流的微型裝置,僅用激光束就能在三維空間中對其進行升降和操控,且完全無需物理接觸。


可以這樣理解。當球從墻上彈開時,它在改變方向的同時會將部分動量傳遞給墻。光從太陽帆這類物體上反射時,情況完全相同。這種力在日常生活中微乎其微,但在太空的失重環境下,即使是微小的力也會不斷積累。只要有足夠的時間和足夠強大的激光,這些力積累起來就能達到驚人的速度。


IKAROS的藝術家印象圖,這是首個搭載太陽帆飛行的空間探測器,其太陽帆采用典型的方形結構,面積近200平方米(圖片來源:AndrzejMirec

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