突破计划：将仅4克重的太空探测器送上太空

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近日半人马座阿尔法星，突破星击计划（Breakthrough Starshot）成功将有史以来最小的太空探测器“精灵（Sprites）” 送进太空。此探测器为康奈尔大学团队制造，大小仅 10 平方公分（长 3.5cm，宽 3.5cm），像一张邮票一样大，重量也仅 4 公克，但装备了太阳能板、微处理器、陀螺仪、磁力计和无线电收发器，并搭载在 6 个火箭上，目前已到达近地轨道，也就是大多数人造卫星所在的轨道。

“突破计划”为俄罗斯科技富豪尤里·米尔纳（Yuri Milner）于 2020 年为了寻找外星生命所创立，预计在十年内，投资 1 亿美元，并与知名英国天文物理学家霍金（Stephen Hawking）于 2020 年时共同宣布计划启动。其中的子计划“突破星击”目标为发射数千枚速度可高达 20% 光速，由“光帆”所驱动的小探测器，通过激光光束推动其在太空中飞行，在 20 年内到达距地球最近的恒星系──半人马座 α 星 AB半人马座阿尔法星，探索太阳系外生命。

20 年才能到达看似很久，但其实 NASA 在 1977 年就朝半人马座 α 星 AB 发射的太空器 Voyager One 至今也才完成 0.05% 旅程。因此如果能只花 20 年就到达，可说是太空探索的一大突破。

半人马座星系距地球4.37光年（约41.3万亿公里），其当中的“宜居带”（与恒星保持适当距离令水有可能存在）有一个行星“比邻星b”（Proxoma b），估计是岩石星球，与地球接近，可能有生命存在。

半人马座阿尔法星系中的两颗恒星，右上角为太阳系，（source：L. Calçada/Nick Risinger）

半人马座阿尔法星系统包括三颗恒星，其中一颗恒星——比邻星，是距离太阳系最近的恒星。电影《阿凡达》的故事，就发生在半人马座阿尔法星系的潘多拉星球中，2154 年人类已经能够前往那里开采稀有矿产了。在刘慈欣的科幻小说《三体》里，半人马座阿尔法星也是三体人的故乡。

半人马座阿尔法星系的生命可能长这样？（source：电影《阿凡达》）

半人马座的比邻星距离太阳约 4.22 光年，没错，这就是太阳系与另一颗恒星最近的距离。微型航天器发射后，最终以光速 20% 的速度，也就是 59546 km/s 的速度飞行，并进行长达 20 年的星际旅行才能到达半人马座阿尔法星，这个科幻故事经常讲到的地方。

“突破星击”原理动画，航天器在太空中穿梭

如果计划顺利，航天器将在本世纪内传回那里的相关信息。这是地球上不少太空迷们有生之年的等待。

计划的研究员之一扎克 · 曼切斯特（Zachary Manchester） 表示，其中一个太空侦测器已侦测到信号了，这项任务最大的价值就是证实太空侦测器 Sprites 的通讯系统和电力系统在太空可运行，“从我们的角度来看，这项任务得到完美的成功。”Zachary Manchester 表示。

虽然每个 Sprites 搭载的太阳能板目前只能产生 0.1 瓦特的电力，但是已够驱动 Sprites 的微处理器了，且微处理器的运算能力已优于很多 1990 年代卫星的运算能力。

在前进任何星球以前，Sprites 现阶段的任务为扮演深入宇宙的天线，接收宇宙的信号。

计划的负责人，同时也是前 NASA 研究中心的负责人 Pete Worden 则说，这项新的研发可能会造成太空事业的革新，为太空探索开启新的可能，“最终的场景可能会是，NASA 每次任务都带着上千个微型太空探测器，来进行各种量测。”Pete Worden 表示。

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