霍金的“突破摄星计划”为什么行不通?

作者: 姬扬

来源: 赛先生

发布日期: 2016-04-20 07:55:59

这篇文章详细分析了霍金的“突破摄星计划”,指出了该计划在技术上的多个难点,并得出结论认为该计划在当前技术条件下是不可行的。文章通过数据和物理原理的分析,质疑了计划的实际可行性,并引用了专家的观点来支持这一结论。

科学精神就是让数据说话。这篇文章介绍评估了霍金开微博宣传的“突破摄星”计划,并根据数据分析指出了这一计划的几个技术难点,最终得出结论:此计划在技术上是行不通的。当然,对于比较乐观而又受这个计划吸引的科研人员来说,这些难点代表了今后的攻坚方向。只要你能使这些不可能变成可能,那你就可以放卫星了。

2016年4月12日,科技大亨尤里·米尔纳说:“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。”一个史无前例的大计划,就这样开始了!

霍金的加入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。

“突破摄星计划”简介

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(Alpha Centauri)。

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。’”

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。虽然这就是个明显行不通的计划,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指出。

“突破摄星计划”技术上不可行

下面我从几个方面来说明这个计划为什么就是瞎扯淡。基本上是基于普通物理常识的质疑——只用了大学普通物理学课程的内容。

1. 加速距离有多长?

2. 加速需要的能量有多大?

3. 对于激光推进装置有什么样的要求?

4. 能不能利用激光推进装置收集回传的信号?

好了,就说这么些吧。应该可以说明这个计划是不可能的了吧。具体的数字可以讨论,改来改去的应该可以变化几个数量级,但是不会影响最终的结论:这个计划就是不行。利用这里的方法,也很容易判断推进速度为每秒钟1000公里的可能性,以及相应的困难。

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