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伊卡洛斯星際公司是一個(gè)致力于研究科學(xué)和技術(shù)使得人類在2100年進(jìn)行真正意義上星際航行的非營(yíng)利性機(jī)構(gòu)，由英國(guó)星際協(xié)會(huì)與TauZero基金會(huì)發(fā)起，物理學(xué)家、博士后研究員理查德·奧伯塞（RichardObousy）是該計(jì)劃的聯(lián)合創(chuàng)始人。雖然多位研究人員探討關(guān)于人類進(jìn)行星際航行，但這一使命并不受到很大的關(guān)注，這是因?yàn)榘茨壳暗挠詈娇萍及l(fā)展，進(jìn)行星際旅行和返回任務(wù)需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間跨度。 人類星系航行任務(wù)涉及宇宙飛船初始助推段、巡航段的技術(shù)問(wèn)題，下一步將是抵達(dá)目標(biāo)天體前的減速和圍繞軌道運(yùn)行階段，期間科學(xué)家就進(jìn)行科學(xué)數(shù)據(jù)的探測(cè)和收集。最后，宇宙飛船將啟動(dòng)第二階段的加力推進(jìn)段，目標(biāo)為返回太陽(yáng)系，再次經(jīng)過(guò)加速段的星際巡航后需要進(jìn)行減速，而今被太陽(yáng)引力捕獲。伊卡洛斯星際航行計(jì)劃是對(duì)未來(lái)載人恒星際航行的預(yù)演，原則上可以將宇航員安全返回地球。 
科學(xué)家進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)反物質(zhì)可以提供密度最高的能量源，非常適合于進(jìn)行恒星際航行。此外，該反物質(zhì)反應(yīng)釋放能量是自發(fā)性的，不需要任何復(fù)雜的反應(yīng)堆系統(tǒng)或者笨重的啟動(dòng)程序進(jìn)行誘導(dǎo)反應(yīng)的進(jìn)行。一種反物質(zhì)火箭動(dòng)力系統(tǒng)的可能性技術(shù)涉及到施溫格電子偶產(chǎn)生的量子效應(yīng)，目前我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索到宇宙中所有已知形式的能量，宇宙可被準(zhǔn)確描述為是一種量子場(chǎng)域。每個(gè)真空行為的模式就像一個(gè)簡(jiǎn)諧波振動(dòng)發(fā)生器，簡(jiǎn)諧振動(dòng)的量子機(jī)械屬性是基態(tài)波動(dòng)的展現(xiàn)，作為海森堡不確定性原理的一個(gè)結(jié)果。 當(dāng)反物質(zhì)不斷積累到足夠的量時(shí)，宇宙飛船就有了返航時(shí)的燃料供應(yīng)，以滿足回程時(shí)加速段和減速段的動(dòng)力需求，科學(xué)家認(rèn)為這是一種未來(lái)用于人類恒星際航行探索的可能方法。但其中有一個(gè)關(guān)鍵性且獨(dú)特的因素，即科學(xué)家建議可通過(guò)電場(chǎng)創(chuàng)建質(zhì)子-反質(zhì)子對(duì)，通過(guò)額外電場(chǎng)自發(fā)形成粒子的機(jī)制已經(jīng)應(yīng)用于當(dāng)代的粒子物理學(xué)領(lǐng)域，包括對(duì)黑洞量子蒸發(fā)、黑洞附近形成電子-正電子的研究。雖然本項(xiàng)研究還處于較早的發(fā)展起步階段，但是已經(jīng)有相關(guān)論文得到發(fā)表，如2011年公布的《星際探索飛船系統(tǒng)：從真空到反物質(zhì)火箭的研究》。 基于該理論研制出來(lái)的宇宙飛船動(dòng)力系統(tǒng)在進(jìn)行恒星際航行的加速段和減速段所消耗的燃料可以大大減少，僅飛船自身攜帶的燃料就可以滿足。在抵達(dá)目標(biāo)恒星系統(tǒng)后，宇宙飛船將會(huì)自動(dòng)計(jì)算出一個(gè)穩(wěn)定的公轉(zhuǎn)軌道，通過(guò)巨大的太陽(yáng)能電池板作用該階段的能量供應(yīng)，科學(xué)家設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能電池板面積將達(dá)到數(shù)百平方英里。恒星光的能量將被轉(zhuǎn)換為激光能量，并通過(guò)施溫格電子偶產(chǎn)生量子效應(yīng)從真空中創(chuàng)建反物質(zhì)。 如同經(jīng)典物理學(xué)中我們所相信的那樣，真空并不缺乏物質(zhì)和能量，但這也是量子效應(yīng)活躍的舞臺(tái)。在狄拉克發(fā)現(xiàn)描述電子運(yùn)動(dòng)的相對(duì)論性量子力學(xué)方程之后，一位諾貝爾獎(jiǎng)得主、物理學(xué)家朱利安施溫格爾（JulianSchwinger）意識(shí)到一個(gè)足夠強(qiáng)的電場(chǎng)可創(chuàng)造出正負(fù)電子對(duì)。當(dāng)激光強(qiáng)度大于某一臨界值時(shí)，真空兩極分化可誘發(fā)電子偶產(chǎn)生，然而實(shí)現(xiàn)該過(guò)程的前提條件是需要強(qiáng)大的電場(chǎng)。目前的實(shí)驗(yàn)室研究進(jìn)展使得人們對(duì)其增加的希望，發(fā)現(xiàn)了激光可以很快幫助我們實(shí)現(xiàn)這個(gè)非常關(guān)鍵的電場(chǎng)。 最近，美國(guó)國(guó)家航空航天局開(kāi)始研制太陽(yáng)探測(cè)器，這是第一個(gè)可飛入日冕進(jìn)行探索的探測(cè)器，科學(xué)家為其設(shè)計(jì)了一條超級(jí)加速路線，通過(guò)金星引力進(jìn)行七次加速，使得該探測(cè)器的速度可達(dá)到令人驚訝的每秒125英里，是旅行者1號(hào)探測(cè)器速度的7倍以上，如果按這個(gè)速度進(jìn)行星際航行，只需要6450年就可以抵達(dá)另一顆恒星。盡管這是一個(gè)令人難以置信的成就，但目前宇航推進(jìn)技術(shù)發(fā)展進(jìn)行恒星際航行，在巡航時(shí)間上足以消耗一代人的時(shí)光。 如果僅按由俄國(guó)火箭專家齊奧爾科夫斯基推導(dǎo)的齊奧爾科夫斯基火箭方程進(jìn)行研制恒星際宇宙飛船的動(dòng)力系統(tǒng)，我們將發(fā)現(xiàn)星際航行的挑戰(zhàn)變得更加明顯。通過(guò)這個(gè)方程可以發(fā)現(xiàn)可獲得恒星際航行的必要速度，火箭噴射速度被控制在光速之下，以及巨大的質(zhì)量比和質(zhì)量流量比。 伊卡洛斯星際航行工程的研究涉及到星際介質(zhì)的研究，對(duì)目標(biāo)行星系統(tǒng)、行星科學(xué)領(lǐng)域的探索，其中包括了另一個(gè)行星系統(tǒng)中存在的行星以及大型衛(wèi)星、小行星等，更重要的是天體生物學(xué)領(lǐng)域的研究將發(fā)現(xiàn)可能存在的可居住行星。雖然該計(jì)劃令人興奮，但是其主要的挑戰(zhàn)依然是如何解決在最短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行最大航程的航行。美國(guó)國(guó)家航空航天局在1977年發(fā)射了旅行者1號(hào)探測(cè)器，目前是飛行最遠(yuǎn)的人造物體之一，目前的速度超過(guò)了每秒10英里，約為每小時(shí)3.6萬(wàn)公里。即使是這樣令人難以置信的速度，也需要花7萬(wàn)年才能抵達(dá)距離太陽(yáng)系最近的恒星。 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) |
