新技术将如何帮助我们到达比邻星

到达比邻星b将需要许多新技术，但有越来越多令人兴奋的理由这样做。公共和私人的努力都开始认真地寻找实现这一目标的方法，但到目前为止，在这一过程中存在一个重大障碍——推进力。

为了解决这个问题，现为密歇根大学教授的克里斯托弗·林巴赫(Christopher Limbach)得到了美国国家航空航天局(NASA)高级概念研究所(NIAC)的资助，研究一种新型的光束推进技术，该技术利用粒子束和激光来克服该技术的最大弱点。

让我们先来看看为什么传统的推进系统不能把飞船送到比邻星b。

传统的火箭是不可能的，因为它们的燃料太重，燃烧得太快，无法让探测器达到到达比邻星b所需的速度。传统的太阳帆也会失败，因为一旦它们离太阳足够远，只会施加最小的推力。

其他非传统的解决方案也可能奏效，比如核动力推进或离子驱动。然而，它们成为了火箭方程式的牺牲品——因为它们必须携带燃料，它们必须携带更多的质量才能飞得更快，从而消除了很多好处。

剩下的就是光束推进——本质上是在太空中创造一个巨大的光束，继续推动带有收集器的航天器，在航天器到达目的地的整个过程中，收集器可以继续推动航天器。

通常，在这些系统中使用两种类型的光束——粒子束和光束。然而，每一种都有一个弱点——衍射。

光和粒子束都倾向于在很长的距离上扩散，这使得它们在聚焦一个可能有数光年远的小物体上的效率要低得多。即使是激光，如果被允许指向远处，最终也会散射成无用的光。然而，有一种方法可以解决这个问题。

最近，光学研究开发了一种结合粒子和激光光束的方法，当两者同时使用时，几乎消除了衍射和光束扩散。

这将允许光束推进系统继续将光束集中在正确的位置，而不会随着探测器离得更远而慢慢失去推力。林巴赫博士利用这种基础技术开发了他称之为PROCSIMA的新型推进方法，该方法使用相干粒子和激光束推进系统。

林巴赫博士和他的合作者、现为斯坦福大学教授的原研一(Ken Hara)博士的计算表明，至少在理论上，制造一束能够有效地持续到比邻星b，而衍射距离却只有10米左右的相干光束是可能的。

根据他们的计算，像“突破计划”项目正在研究的5g探测器可以被推到光速的10%，使其能够在43年内到达比邻星b。

另外，他们还计算出一个大约1公斤重的大得多的探测器可以在大约57年内到达该系统。这将允许更令人兴奋的有效载荷，即使探测器将以光速的一小部分快速穿过比邻星半人马座系统。

还有一些工作要做，包括开发冷原子粒子源和改进光束系统的功能。然而，到目前为止，这个项目还没有得到NIAC的另一笔资助，尽管林巴赫博士在UM的实验室继续研究类似的想法，比如纳米牛顿推进系统。

恒星拍摄方法的开发仍在继续，最终将探测器送到另一颗恒星，无论好坏，光束推进似乎是我们到达那里的方式。