以當(dāng)前人類的科技水平，探測(cè)器在太空飛行中的速度仍然太慢。例如，新視野號(hào)探測(cè)器花了將近10年時(shí)間才抵達(dá)冥王星?，F(xiàn)在，研究人員通過計(jì)算模擬得出，低功率激光器可以為配備硅或氮化硼帆的小型探測(cè)器提供動(dòng)力來源，將它們的飛行速度推進(jìn)到比現(xiàn)有火箭發(fā)動(dòng)機(jī)快得多的速度。
■“突破星火計(jì)劃”是基金會(huì)贊助的一項(xiàng)倡議，旨在成為人類的第一次星際航行
“激光帆”不會(huì)像船上的風(fēng)帆那樣捕捉風(fēng)而是捕捉激光束，并且原則上可以將航天器的速度提升至接近光速的速度。近年來，一些科學(xué)家一直在研究這個(gè)概念。
例如，一個(gè)名為“突破星火計(jì)劃”的私人資助項(xiàng)目旨在向Proxima Centauri b（距離地球最近的可居住行星，以現(xiàn)有的科技水平需要上千年才能抵達(dá)）發(fā)送一個(gè)重約1克的小型探測(cè)器，飛行時(shí)間僅需20年。
探測(cè)器配備了1個(gè)100GW的激光器可實(shí)現(xiàn)1公里的“激光陣列”，使其速度推進(jìn)到光速的20%。項(xiàng)目研發(fā)團(tuán)隊(duì)的Ho-Tung Tung和Artur Davoyan 想知道功率更低、更小的激光陣列是否可以在現(xiàn)有的傳統(tǒng)電動(dòng)和化學(xué)火箭應(yīng)用中找到新的用途。
■在地面激光陣列加速期間，藝術(shù)家對(duì)Starshot Lightsail航天器的構(gòu)想。以前的光帆概念基于太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)，但Starshot基于激光的方法需要重新考慮帆的形狀和成分，這樣它就不會(huì)在加速過程中融化或撕裂
激光也許有朝一日能夠用來調(diào)整衛(wèi)星的軌道，或者在星際任務(wù)中成為微型航行探測(cè)器的動(dòng)力來源。研究人員經(jīng)過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，即使是功率為100kW且陣列尺寸約為1米的激光器，也能以遠(yuǎn)超于當(dāng)前的最快速度為1克探測(cè)器提供動(dòng)力，而激光照射的時(shí)間僅為數(shù)分鐘至數(shù)小時(shí)。
根據(jù)計(jì)算，激光可以在一天之內(nèi)在不同的地球軌道之間操縱小型探測(cè)器。激光帆的最佳材料是納米級(jí)結(jié)構(gòu)的氮化硅和氮化硼，可以實(shí)現(xiàn)高反射率和快速冷卻。
■在這幅圖中，地球上的低功率激光（紅色錐形）可用于移動(dòng)小型探測(cè)器（灰色圓圈）的軌道（紅線），或?qū)⑵淇焖偻七M(jìn)到海王星及更遠(yuǎn)的地方
研究人員指出，這些微型激光推進(jìn)探測(cè)器將以足夠快的速度飛離太陽(yáng)系，達(dá)到比新視野號(hào)探測(cè)器快5倍的速度。這些由低功率激光驅(qū)動(dòng)的探測(cè)器，將為未來的太空探索和星際飛行鋪平道路。
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