去半人马座α星！亿万富翁联手霍金、扎克伯格开启亿元太空项目

近日，亿万富翁 Yuri Milner 与物理学家霍金一起，宣布了有史以来对星际旅行进行的最大投资：用一亿美元资助研究和制造出的宇宙飞船的原型，这种飞船能在20 年内到达距太阳系最近的恒星。

不过先把星际飞船放一边。这些 「晶圆大小的飞船」(wafersats) 体积很小，只有手掌般大，非常轻盈。Milner 和他的科学顾问团队相信，激光与纳米技术的最新发展，能将数千个晶圆飞船传送到半人马座阿尔法星（Alpha Centauri），在那，它们能够把轨道上任何行星的图像及科研数据传回地球。

「我们已经与各地的科学精英合作研究。惊喜的是，我们得出的结论指出，这可以在约三十年间完成。」Milner 说道。但是个这名为突破摄星（Breakthrough Starshot）的雄心勃勃计划可能会在科学界引起不满。

这个计划涉及把宇宙飞行器送人太空，这些飞行器不比直径 10 厘米的硅晶圆大多少，和智能手机大小相似。这些飞行的探测仪将使用由反光材料制作、宽达一米的光帆用来捕捉光子碰撞时的动量，从而推动自身前进。

目前，太阳能驱动的光帆已投入建设，但仅靠太阳能并不能产生足够的推动力。因此，会有一千亿瓦特的激光从地球射向太空以给光帆提供巨大能量，把飞行器的速度提升到光速的五分之一 ——这足够它在 20 年间沿着人马座阿尔法星航行4 光年。

虽然这种技术尚未实现，但 Milner 对他的团队充满信心，认为他们能成功开发。「我们已经研究了大约 20 种技术困难，我们相信没有哪个困难是不可克服的。」他说。「这个模型并没有违反任何物理法则。」

星际旅行处于科学的边缘领域。尽管已经提出了不少理论计划，但像 NASA 这样的航天机构并未注入多少资源来为这些计划补充实施细节。Milner 不仅为科学奖项以及外星人搜索行动提供资金支持，还希望该现状能得到改变。

所以，他创立了一个科学咨询委员会，决定实施来自加州大学的 Philip Lubin 和他同事 Santa Barbara 提出的计划。Lubin说，「他们让我们的想法变为现实。」

Lubin对星际旅行描绘的蓝图依赖于两种技术的发展。其一，需要技术把许多小束激光组合为一大束激光。这种叫做相控阵的技术最近由美国国防高级研究计划署（DARPA)）成功研发。

「相控阵一直以来都是小面积的，然而似乎并没有什么根本性的限制能阻止我们制造更大面积的相控阵。」他说。但是，能够发射一千亿瓦特激光的相控阵需要覆盖一公里的地区。

其二就是小型飞船的诞生，这在某种程度上得益于智能手机产业的微型化。小型立方体卫星（Cubesats）棱长仅为10厘米，已是目前轨道上的主流卫星。Lubin 认为半导体制作工艺上的改进能够将飞行器碾成平面晶体，却不影响把传感器遍布它的表面。

在接下来的几年，该团队计划对该类型飞船进行开发及测试。这种飞船最后有可能被「母船」放置在轨道上，然后再由巨型激光发射器加速。团队的目标是将探测仪的制造成本减低至与一台 iPhone 的成本相同，这样才有可能发射数千个探测仪。发射大量的探测仪是有必要的，因为小型飞船有可能在星尘的高速碰撞中遭到毁坏。

「在头两年我们想要做很多事情。」哈佛大学的 Avi Loeb 说道，她是 Milner 咨询会的负责人。「我们想要证明我们有发送上百艘该类型飞船的能力，飞船也会配有摄像机以供拍摄月球。」Loeb 表示，目前团队正在洽谈中，有望在未来两年通过常规火箭把飞船送到月球。

有人怀疑 Lubin 的计划能否简单地实现。「尽管没有物理上的限制，但仍有许多工程性的挑战。」麻省理工学院的 Paulo Lozano 说道。这些挑战包括制造出远比现存的面积更大的激光发射器，发展同时能用于飞船推进和沟通的技术，以及研究出保护小型探测仪使其免受恶劣星际环境破坏的方法。「老实讲，我认为只有现存的技术，我们并没有准备好。」

「因为技术上的困难以及高企的经济成本，该计划并不可行，而且在很长的一段时间内可能不会成功。」伦敦大学伯贝克学院的 Ian Crawford 说道。体积如此小的飞船，能采集到和传回的数据也有限，但是技术值得一试。「如果我们想要仔细研究太阳系外行星系，我们需要能够把飞船传送到这些地方。」Crawford 称。「探索这些低质量荷载、由光束推进的系统就是其中一步。」

即使团队能够克服技术上的困难，但这并不能保证我们很快可以看到从半人马座阿尔法星传回的照片。100 万美元的资金只够供研究所用，并不能资助整个计划。Milner 称这是一个长达几十年，需要几十亿美元的工程，是像詹士韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)或大型强子对撞机那样的世界级大型科学实验。

谁会继续资助这趟科学冒险仍然未知。「Yuri 很乐观，他认为自己可以说服很多朋友投资。」Loeb 说。

与诸如 NASA 的机构建立合作关系也有可能，但是这些太空机构可能不感兴趣。在 2013 年，亿万富翁 Dennis Tito 宣布资助一个同样雄心勃勃的项目，该项目计划在 2018 年成功将私人载人飞船发射至火星，但他很快就不得不寻求 NASA 的帮助。NASA 拒绝了这个项目，而这个项目似乎永远不会付诸实施了。

「我们并不是说这很简单。我们只是对未来若干年就能够实现的东西进行投资，然后再一步一步向着这个目标前进。」Milner 说道。「要到达其他星系远比只在太阳系里航行要复杂。我们只是想说，我们能从技术上做到这一点。」