驶向星空人类将向半人马座阿尔法星发射数千飞船

　　撰文 Dave Gershgorn

　　俄裔亿万富翁尤里·米尔纳作为一个十年前就看到社交网络巨大潜力，并通过投资脸谱网和推特进入这个财富盛会的人，并不满足于“当前技术”。他准备借助激光束把这些探测器发进太空——随后这些探测器会凭借微型推进器，继续它们为期4年的远征。就在宣布“突破摄星”计划的几天之前，他给了PS一个独家前瞻访谈的机会，与我们的科技编辑Dave Gershgorn在曼哈顿中心的一家餐馆里相聚，然后在某一个时刻，他从口袋里掏出了那块小小的太空芯片。让我们听听“突破摄星”的始作俑者米尔纳怎么说吧。

　　PS：你为什么要做这个?

　　米尔纳：人们梦想星际旅行已经有很长时间了。第一个提议借助帆的力量进行星际穿越的实际上是德国天文学家约翰内斯·开普勒，他在1610年写给伽利略的一封信中提到了这个想法，但那时候人类还不知道怎么实现它。到了二战之后，各领域的科学家都在思考这个问题，并提出了各种方案：帆只是其中一个，还有核聚变、反物质和其他方法。但是所有方案都认为要实现星际旅行还得几个世纪之后。

　　让天平重新倾斜的，是飞船重量的变化。我们的团队可以制造出一艘加上帆重量也只有几克的宇宙飞船。多亏了微电子技术的发展，过去的15年中一切事物都缩小了。通讯设备、导航设备，摄像头、处理器、甚至推进器——我们已经可以制造出微型推进器了。

　　[这时候米尔纳拿出一个他的微型飞船。这是一个小小的印刷电路板(PCB)，只有一张邮票大小，带着一块微型太阳能电池板。PCB的顶端和侧面伸出两根微型天线。一根大约有两英寸长，另一根长一英寸。]

　　PS：这东西可以航行40万亿公里?

　　米尔纳：就是它。这一块还不具备我们需要的所有功能，还稍微有点重了，但是它可以让我们做出权衡——它可能不需要太阳能电板，但是需要其他东西。这才是重点。

　　PS：具体要如何实现呢?

　　米尔纳：它成功的秘诀在于巨大的富余。我们可以用成百个这样的微型探测器取代一部大而昂贵的火箭。星际环境很危险——太空中的尘埃是高速飞行器的克星。我们目前的计算表明，在太阳和半人马座阿尔法星之间，[他用手比划着，把芯片薄薄的边缘当做飞行前缘]飞船和一微米大小的尘粒大概会有发生四次碰撞的几率。

　　在《星球大战》电影中，庞大的飞船搭载着许多人，以接近光速飞入虫洞——这太不切实际了。光速飞行的太空船和哪怕最小的尘埃发生一次碰撞就报销了。我们现在能做的，就是像纳米太空船这样的东西。我们需要让横截面变得非常非常薄。

　　PS：这需要花多少钱?

　　米尔纳：把我们正在说的所有设备加起来，也只相当于买一台iPhone手机的钱。我们因此大可以批量生产这些微型探测器。如果再考虑到电力成本的话，发射更多探测器会让每台额外飞船的边际成本下降至数十万美元。所以发射上百，甚至上千个这样的微型探测器是合理的做法，其中有些探测器或许能够幸存下来——许多飞船没那么幸运，但这将是看待星际旅行的一种新眼光。

　　PS：所以，飞船有了。你们怎么把它们送到那里?

　　米尔纳：用一台激光器——“一台”的前提是你能够建造足够大的激光器。理论上这可以做到：我们要在几分钟的时间内输出1000亿瓦级别的激光，因为把这个东西加速到五分之一光速也就需要几分钟。理论物理告诉我们，如果1克的物体想要加速到五分之一光速，功率就必须在几分钟内达到500亿瓦。科学家们已经做过了小规模试验，所以我们知道这是能够实现的。我们并不需要再创造全新的技术，只是成比例大幅倍增而已。

　　PS：你有这种想法多久了?

　　米尔纳：我很早就有了这个想法——早到名字里都有它。我的名字取自尤里·加加林(第一位进入太空的人类)。我出生于1961年，那正是他进入太空的那一年，于是我的父母就以他的名字给我取了名。后来我成为了一位物理学家，并被航天领域的潜力深深吸引。打那时起我就在阅读卡尔·萨根和阿西莫夫的书籍，并一直关注这个领域至今。早在我数年前创立“突破计划”公司的时候，纳米飞船就和SETI计划(“地外智慧搜索”由米尔纳资助)等设想一道成为我们十分关注的方向。

　　不过我那时候怀疑这只是天方夜谭。而在更深入的研究并和专家们讨论过后，我发现这种想法在20~30年之内是可以实现的，部分原因是激光器的成本正在呈指数曲线不断下降。

　　PS：都有哪些挑战?

　　米尔纳：能量帆的稳定性。它必须得反射超过99.9%以上的光线，否则电池就会被毁坏。我们现在有这样的材料了吗?没有。但是我们有了可以找到这种材料的途径。

　　另外还有重量限制、还有帆在光束中稳定性的问题。如果飞船稍微偏离了激光束，就再也对不上了。我们能设计出一种在受激光束压力时保持稳定的帆吗?如果它斜向一边的话，它能不能自动向内移动?还有很多其他像这样琐碎而又相当复杂的挑战。但是就我们今天所见，眼前似乎有一条向前的路，可以化解基本所有这些挑战。拦路虎可能会有，但是我们在这些问题上都可以向前走。说实话，这第一笔1亿美元投资只是证明了概念上的可行而已。

　　PS：你怎么确定各种技术的可行性?是不是需要把它们放到一起测试、在太空测试?

　　米尔纳：阶段一是知道计划在理论上能够实现，我们已经在实验室里面进行过测试;阶段二是造出一个原型，但这需要花时间——之后还要花更多时间测试;当一切就绪之后，我们才把所有东西组合起来。这个大机器可能要耗资数十亿美元——但不需要上万亿，而按之前的太空技术就需要这么多。

　　PS：那么“激光推进”是怎么做到的?

　　米尔纳：我们会用长达几分钟的连续脉冲激光来产生30000G的加速度。但探测器能够挺过来。

　　PS：所以速度达到了，然后呢?

　　米尔纳：然后就这么一直飞下去，直到飞掠任务。它们要飞上20年，然后花上大约一天的时间来进行各种测量。

　　PS：再然后呢?

　　米尔纳：再花几年时间把影像传回来。

　　PS：在这之后你不继续追踪它们了?

　　米尔纳：嗯。

　　PS：为什么啊?

　　米尔纳：1瓦的电池太少，这些飞船最终会撞上一颗尘埃颗粒，然后可能就灰飞烟灭了。但这只是现阶段的打算。

　　PS：如果你发现了其他形式的生命怎么办?

　　米尔纳：我觉得在我们邻近的宇宙空间里并没有智慧生命。这点现在或多或少已经很清楚了，否则我们总会看到某些蛛丝马迹——很难相信它们没有可以用于相互交流的卫星。所以我们目前应该算心中有数了。另外，我们的“突破聆听”项目一直在盯着邻近恒星，确保那边没有冒出任何东西。所以我认为有生命存在是可能的，但智慧生命不可能。我们应该能看到某些新东西，但不会是太让人惊讶的东西。

　　PS：那么你投资的回报在哪里?

　　米尔纳：我有一份稳定的工作，这只是个爱好。这是非盈利的，纯粹非盈利。我们所做的一切都基于开放信息，同时我们也会公布所有研究成果。这是推动这个领域的唯一方法。另外，我们也无法保证探测器能够抵达目的地。

　　PS：这可是一笔巨资啊。你这么做的驱动力是什么?

　　米尔纳：我觉得这是许多人的梦想。许多人为之付出过努力，卡尔·萨根就是其中一个，我就不谈开普勒了。我觉得所有有能力的人都有责任推动这项伟业向前发展。人们其实一直在开发纳米飞船的相关技术，但他们的出发点却是其他事情——但我们现在终于掌握了足够的能力。而且我深信，如果某件事理论上有可能的话，总会有某些人去实现它。所以，我们这些人只是非常想看看这是否真能实现而已。

　　但是我觉得，就算这个项目只是引发了世人一场认真的对谈也相当振奋人心：人类终于已经走到这一步了，而不是“一千年以后”如何如何。它将是我们作为人类所能达到极限的证明。不过，很多伟大的科学家却跳过了这一步，去谈论下一个大前沿了。

　　PS：你的小探测器要怎么和地球进行交流?

　　米尔纳：晶片上有个小型激光器。就我个人来说，1瓦的电量加上这么小的激光器(加起来不到1克重)居然能够从那么远的距离外发来足够的信息量，就已经非常震撼了。

　　当然，我们还有许多问题需要回答。比如为了发送这些影像，飞船该如何精确指向地球?因此小型激光器的激光束大小很重要。顺便一提，我们还把太阳帆用作天线。在完成帆的任务之后它还得作天线，所以我们需要让它大致指向地球。

　　这些激光束在回到太阳系时的尺寸已经达到约0.1个天文单位(1500万公里)。一方面，这样的覆盖已经足够宽;另一方面，激光的指向需要非常精确。从纯粹的物理学来说这是能够实现的——已经让我感到相当了不起了。

　　PS：所以你们往回传的数据只有一天的量。探测器在路上不会发送任何信息吗?

　　米尔纳：不会……嗯，可能会吧。但是飞船需要节约电池。可能它们每半年需要发送一次信号回来，表明自己还活着。

　　PS：你希望收获什么样的数据?

　　米尔纳：大概类似飞掠冥王星的时候会得到的那些数据。照片、磁场测量，或许再加上光谱。你懂吧——大概就是这类东西。

　　PS：其实你有点在创造人类历史上最重要一天的意思——我们在这天对最临近的星系进行了一次近距离观察。

　　米尔纳：如果我们果真收到了照片，那确实将会是美好的一天。但我们需要为此等待大约四年……幸运的话能够比这稍微快一点。

　　这个项目中有种有趣的对称，还有一种美学上的美感，因为你的确在“用光”。首先我们要在地面上收集光能来为激光器充能，而激光器输出的本质上也是光。也就是说：我们采集了一种光子，并以高度协同的方式输出了不同类型的光子，并借此推动宇宙飞船。在随后飞行的过程中，它还要用到小型光子推进器辅助导航，又是光。当它抵达目的地的时候要拍照，这时采集的照片又是光，最后还要用激光器(另一个光源)把照片发送回来。说来说去都是光，你是不是有点想写诗了……

　　有时候——至少在物理学里，最成功的那些定理都有这种数学上的美。也许这个项目的美是在向我们暗示：它亦将取得成功。也许真是这样。