我们能到达距离我们最近的邻近恒星系统半人马座阿尔法星吗？

访问我们最近的恒星邻居将需要近光速的旅行。

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我们的太空探索野心大胆地将人类带到了月球，将漫游者带到了火星，将宇宙飞船带到了太阳系的外围。但人类或宇宙飞船能否到达距离我们星球最近的恒星系统半人马座阿尔法星呢？

半人马座阿尔法星距地球约 4.4光年（约 25 万亿英里，或 40 万亿公里），是三颗独立恒星的所在地。最近的恒星比邻星也拥有一颗系外行星，科学家认为这颗行星可能具备生命所需的条件。

但到达这个恒星系统绝非易事。美国宇航局估计，使用美国宇航局现已退役的长 122 英尺（38 米）的发现号航天飞机，需要近 15 万年才能到达半人马座阿尔法星。 

如果人类能够以光速旅行，我们可以在四年内到达半人马座阿尔法星。然而，物理定律规定，只有称为光子的无质量光粒子才能达到这个宇宙速度极限。因此，虽然人类可能永远无法到达半人马座阿尔法星，但设计为以更小的光速运行的航天器有可能在人类有生之年到达这些恒星。为了让航天器达到最高速度，科学家们需要比发现号小得多的东西。

马歇尔·尤班克斯 (Marshall Eubanks) 是初创公司 Space Initiatives Inc 的首席执行官，也是美国宇航局创新先进概念 (NASA Innovative Advanced Concepts) 的研究员，他正在研究利用皮米大小的航天器群访问比邻星的远程方法。 （皮米是万亿分之一米。） 

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尤班克斯在一封电子邮件中告诉《生活科学》杂志：“我们正处于太空飞行和太空探索领域的一场真正的革命之中，我们的系统非常小。” “虽然单个小型航天器的能力不如航行者号等大型航天器，但它们的开发时间要短得多；而且相对便宜。” 

微型航天器还需要较少的动力来推动它们，这可能是提高其速度的关键优势。 

尤班克斯并不是唯一进行此类研究的人。 Breakthrough Initiatives 于 2016 年启动了其Starshot 项目，将纳米级航天器与光帆结合起来，2017 年，NASA 开始资助自己的项目，旨在发射一项任务到 2069 年，即阿波罗 11 号 100 年后，半人马座阿尔法星出现。 

虽然小型航天器比大型探测器更容易加速，但仅靠传统的燃料来源不足以将这些航天器推到接近光速。相反，加州大学圣塔芭芭拉分校的物理学教授菲利普·鲁宾 (Philip Lubin) 的星际旅行想法启发了 Starshot 团队，他告诉《生活科学》，这些飞船可能会依赖光。 

太阳能

为了在太空中快速飞行，体积小、质量轻是有帮助的。卢宾说，光动力推进的一大好处是它的质量较小。相比之下，传统的火箭燃料通过燃烧将重燃料转化为能量来产生推进力。使用由太阳光驱动的太阳帆或由激光驱动的光子帆，可以为您提供所有动力，而无需任何重量。 

卢宾说，你可以把它想象成向一张纸扔一个球。当球撞击纸张时，它会施加一个力，导致纸张反冲或被推开。同样，光携带的动量被转移到航天器，导致其反冲和加速。

“该系统基本上是一个巨大的手电筒 - 它是一个巨大的激光阵列（在地球上），”卢宾说。如果航天器是帆船，那么激光就是帆船中的风。

制造和测试这些飞行器的技术（例如足够小的适合其安装的通信设备）仍在开发中。但卢宾说，没有物理理由相信这样的航天器无法执行飞越半人马座阿尔法星的任务。 

这项任务的行为可能与航海者一号和航海者二号探测器非常相似，并将恒星系统的高分辨率图像传回地球，其中一些图像可能包含我们对比邻星潜在宜居行星的首次观察。

虽然卢宾强调前往半人马座阿尔法星的旅程将是一项长期的努力，但尤班克斯表示，他相信本世纪可能会取得重大进展。 

尤班克斯说：“我认为我们将在 2040 年代发射小型探测器，并在 2060 年代到达半人马座阿尔法星系统。” “到本世纪末，应该可以实现更大的探测器，但如果推进物理学方面没有意想不到的突破，我认为载人任务将成为下个世纪的任务。”