乘激光去太空旅行

乘激光去太空旅行

“旅行者”宇宙飞船虽然带着人类的殷切期望飞向了遥远的太空。可是当人类得到那令人激动的回音时，定是在十分遥远的将来了。即使它们一帆风顺，不遇上任何灾祸，以现在每秒16.1千米的速度飞行，要想达到银河系中的另外一个恒星系，恐怕也得8万年之后。

那时，地球上还不知会是个什么样子。

当然，人类是决不会就这样悲观地等待下去的。科学家们正在不遗余力地寻找更好、更快的方法，使我们能够在有生之年圆与外星人相会之梦。

英国小说家H.G·威尔斯在他的著名科幻小说《时间机器》中做了这样的设想，有一位孤独的科学家，以他的渊博知识和聪明才智在实验室中制造出一台“时间机器”。如果你对某一段时间感兴趣，想要到那个时间中去走走看看，你可以将机器上的拨盘拨到那个年份，走进机器，再按下按钮。一瞬间，你就到了那段时间，无论它是在久远的过去，还是遥远的将来。

虽然这个故事还仅仅是一种奇妙的幻想，但是大科学家爱因斯坦的相对论早已证明如果我们能以接近光速（3万千米/秒）运动，时间就会减慢，一艘可以任意（无限）接近光速飞行的宇宙飞船可使飞船上的时间要多慢就多慢，这样我们就可以在有生之年去漫游宇宙，寻找外星朋友了。可是目前能够达到或接近光速的宇宙飞船还没有被制造出来，人类正在向着这一目标努力。

1986年，美国加利福尼亚州马里布休斯研究实验室的一位老资格科学家罗伯特·弗沃德博士提出了一个既新颖又现实的设想，用一台巨大的激光器，将宇宙飞船以极快的加速度“吹”出太阳系，送往宇宙深处。如果这一设想变为现实，人类探测宇宙，寻找外星智慧人的步伐将大大地前进一步。

罗伯特博士的设想：用细如丝的铝丝制作一张帆，宽度4千米，重约1吨，或者制成总重20克，直径1千米的一张半智能的铝网。这张网的用途是接收地球附近一台大功率激光器所射来的强大激光束，由此获得巨大的加速度，使飞船疾如闪电般地向宇宙飞去。它是一种超轻空间探测器。

罗伯特博士将这一成果取名为“星束号”。它的基本原理是，光帆上的金属网有10万亿个网眼交叉点，每个点都是一个微电子电路，每个交叉点都像一架针尖大小的微型照相机，对光十分敏感。这张对光敏感的大网，依靠来自地球附近的激光束产生的强大光压来驱动飞船运行。

“星束号”设计思想比以往设计的宇宙飞船动力驱动方式更为先进。

在20世纪60年代末期，美国洛斯·阿拉默斯国家实验室进行过核脉动推进研究。这种推进方式是在飞船后方顺序抛出几百个小氢弹，用每个氢弹爆炸所产生的碎片来轰击设在飞船后方的巨大推进板来获得动力。采用这种驱动方式的飞船，如果要达到离我们最近的阿尔法半人马座恒星（距地球40万亿千米），携带几十万枚一吨级的小氢弹，它们在飞船的身后以每3秒钟一颗的速度爆炸，在50天后，就会将飞船按照一个恒重力加速度加速到光速的1/30。

按照这个速度，到达目的地时，大约要等到130年以后了。

然而，“星束号”的最大优势在于根本不需携带任何推进燃料，因为它的推进系统是摆在“家里”的，它是一台巨大的激光加速器。

激光加速器的聚光镜是由一组巨大的透镜组成的，它的直径足有5万千米，是地球直径的4倍，专家们称它为“区域透镜”。这样大的透镜恐怕很难用火箭送入太空，最好的办法是在火星轨道外的空间制造。它所产生的能量可以使激光加速器发出一条200亿兆瓦的激光束，强大的激光束通过遥远的空间，会聚到“星束号”的光帆上。

被会聚起米的微波束可以利用光子的压力将“星束号”加速，就好比地球上的风推动着海面上的一艘帆船破浪前进。由光子产生的压力是十分巨大的和连续不断的，它使“星束号”以大于地球重力加速度155倍的力量加速。仅仅在一星期之后，“星束号”的速度就可以达到光速的1/5。

在通往比邻星系半人马座的40万亿千米距离中，“旅行者2号”要走8—10万年，而“星束号”只需要22.5年的时间就能到达，真是神奇的速度。

如果“星束号”制造成功，它一定会创造最高速的飞行史。当它飞出比邻星系半人马座一个光年距离时，距它离开地球出发时已有25年多了，此时由它发回的数据流却刚刚到达地球。这是十分珍贵的信息，地球上的计算机会将数字信息变成图片，向人们展现一个闻所未闻的令人眼花缭乱的世界。也许那些奇异的外星人正在向我们招手，感谢地球人类来看望他们呢。

目前，利用激光加速器推进的光帆进行宇宙探测还处于设计阶段。但是它却完全合乎任何一条物理定律。根据现有的理论和技术，人们是可以获得成功的。它的最大、最明显的优点是飞船本身并不携带能源和发动机，而是将其放在“家里”，这对于发动机的维护、修理以及做必要的改进都十分方便，也是几十年连续不断提供动力的基本保证。

当然，完成这样一个巨大的工程还存在着许许多多的困难，但它并非是不可能的。在不太久远的将来，以激光为动力光帆一定会在人类的有生之年把我们送到其他星系中去。