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Apr. 22 2016

斥資一億美元的外星計畫係金A?

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  • 斥資一億美元的外星計畫係金A?

史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)站台的這項計畫:雷射光束推進奈米太空船至半人馬座阿爾法星系(Alpha Centauri),仍有一堆問題待解決。

距離地球4.37光年,在南半球夜空中閃耀著藍色光芒的,是一個三合星系統。PHOTOGRAPH BY ESO

俄羅斯億萬富豪米爾納(Yuri Milner)欲探索太陽系鄰居,除了砸下重金,還找來物理學家史蒂芬·霍金,聯袂進行一項名為「突破星擊」(Breakthrough Starshot)的太空計畫。這裡頭到底有什麼名堂?就讓我們一起看下去。

奈米太空船如何完成任務

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任務目的是傳送郵票般大小的太空船到距離地球最近的星系──半人馬座阿爾法星系(Alpha Centauri,亦稱南門二)。這些奈米太空船,或是星型晶片,搭載攝影機、光子推進器、導航和通訊設備等矽谷咖專精的玩意兒。每艘奈米太空船會張開約1公尺寬的超薄雷射帆,由光束推動前進。

等等,雷射帆又是什麼?

宇宙如此浩瀚,為了讓星際之旅更加順利,太空船需要調整到適合由光速推進的碎片大小。「突破星擊」並非藉由太陽光帆航行,而是透過地表發出高達1千億瓦特的雷射陣列,以20%光速推動奈米太空船前進。就算這已經夠快了,但仍需花上近20年的時間才能抵達半人馬座阿爾法星系;之後拍下一些太空照片,再傳回地球。

如果奈米太空船途中發生碰撞呢?

就算是擦撞到榖粒般大小的碎屑,情況可能都很糟,例如全毀。但太空還蠻空曠的,研究團隊認為碰撞的機率非常渺茫。

太棒了!什麼時候會傳回第一張影像呢

很難說,可能幾十年後才會真的發射太空船。目前還在構思階段。這是1億美元的賭局;若無資源挹注,「突破星擊」只會淪為紙上談兵。這項發射任務最終會是一場數十億元的冒險計畫。

為何對半人馬座阿爾法星系孤注一擲?

前進該星系只是太空探索的第一步,因為它離我們僅4.37光年之遙。半人馬座阿爾法星是一個三合星系統。比鄰星(Proxima Centauri)距離地球最近──4.24光年,屬於紅矮星。至於另外兩顆(半人馬座α星A、半人馬座α星B)為雙星系統,環繞週期約為80年。

有其他星體繞著半人馬座阿爾法星系運行嗎?

可能。2012年時,科學家宣稱發現疑似有顆星球繞著半人馬座α星B運轉。可惜在反覆觀察一段時間後,找不到早先發現的引力作用,關於這顆謎樣星球存在的證據似乎消失了。

夜空中可見半人馬座阿爾法星嗎

一定可以。如果人在南半球,肉眼便能看到南十字星外圍的耀眼藍星,便是人馬座阿爾法星系。它是全天空中第三亮的恆星,屬於半人馬座的一部分。因為位置太過南邊,所以大部分的北半球都看不到。但如果配合天時地利,北緯30度以南還是能瞥見其身影。

奈米太空船艦隊如何找到半人馬座阿爾法星系?

團隊任務艱鉅。初期階段,晶片以時速約1.5億公里的速度掠過宇宙,所見影像可能只是超大亮斑。團隊預計研發高速成像的光學技術,但如果找不出解決之道,傳回來的只會是一些很炫的失焦照,而且耗時甚久;畢竟世界上沒有比光速更快的東西,至少要等四年才能收到來自星星的照片。

難道不能把事情簡化,直接在太空中用雷射陣列嗎

由於美國物理學家兼科幻作家羅伯特·佛爾德(Robert Forward)幾十年前就提出這概念,所以原本就計畫這麼做。佛爾德早期致力研究在太空中使用雷射陣列加速太空船航行;不像從地表上發射,會被大氣層吸收而成效不佳。

但該計畫還是打算從地面發出雷射陣列而非透過太空,以避免天價耗費和政策麻煩。目前團隊將採用一套天文學家廣泛採用的「光學調整」(adaptive optics)系統,可修正大氣層造成的擾動。為了強化訊號,該計畫針對在高海拔乾燥地區「擺陣」的費用進行評估,像是智利的阿他加馬沙漠。

這計畫對於地球人拜訪鄰居真的有用?

也許有!如果研究團隊能順利執行,以光速五分之一的速度發送這些奈米太空船到太陽系內任一點,例如土衛二和冥王星,只需一到三天即可抵達。這將是繼「新視野號」無人太空船長程航行近十年、終獲冥王星影像後,又一重大突破。

 

撰文:Nadia Drake

編譯:石惠中

 

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