揭开光帆技术在星际旅行中的神秘面纱

加州理工学院在光帆技术研究方面取得重要进展，为未来微型航天器的遥远恒星系统之旅奠定基石

IT之家2月9日消息，位于美国加州的理工学院近期在光帆技术研究领域取得了显著的进展，对未来星际旅行的发展产生了巨大的推动作用。
这一突破性的成就对于突破摄星计划（Breakthrough Starshot Initiative）的实施具有极其重要的意义，该计划旨在利用激光驱动航天器，实现前所未有的星际旅行速度。

突破摄星计划概述

突破摄星计划由已故著名科学家斯蒂芬・霍金和科技投资人尤里・米尔纳于2016年共同发起。
其核心目标是将微型探测器送往距离地球最近的恒星系统——半人马座α星。
该计划的关键在于利用地球上的高功率激光来推动轻薄的帆驱动探测器。
这一机制类似于地球上的风推动帆船，使航天器能够在无需化学推进剂的情况下达到前所未有的速度。
此次加州理工学院的科研成果为这一宏大计划的实施提供了强有力的技术支持。

光帆技术的原理及应用

光帆是太阳帆的一种更通用形式，其通过光源的辐射压力产生推进力。
当光源（如太阳光或激光）撞击物体表面时，会传递动量，从而产生推力。
虽然单个光子的推力微乎其微，但在真空中，当数以万亿计的光子同时撞击一个表面时，这种推力的累积效应会变得十分显著。
光帆技术利用这一原理，为航天器提供持续的动力。

研究背景及进展

加州理工学院工程与应用科学部的奥蒂斯・布斯领导的主席哈里・阿特沃特及其团队一直在致力于光帆技术的研究。
他们开发了一个测试平台，用于测量激光对一种名为氮化硅薄膜的微观蹦床的推力。
这种薄膜仅50纳米厚，而微型光帆是一个边长仅为0.4微米的正方形薄片，其四个角通过氮化硅弹簧固定。
在激光照射下，光帆会产生振动，通过这些微小的振动，研究人员能够计算出激光束的推力及其功率。
这一技术为突破摄星计划的实施提供了关键的数据支持。

技术挑战及解决方案

开发可用于光帆的薄膜面临诸多挑战。
薄膜需要能够承受高温、在压力下保持形状，并且能够稳定地沿着激光束的轴线飞行。
为了解决这些问题，研究团队构建了共路干涉仪装置，以精确测量薄膜的运动。
该装置不仅能够消除背景噪声的干扰，还能通过测量薄膜的运动来确定施加在其上的力。
这一创新性的测量方法不仅避免了不必要的加热效应，还为未来能够自我修正偏离激光束的光帆设计铺平了道路。

研究影响及未来展望

此次加州理工学院的研究成果对于光帆技术的发展具有里程碑式的意义。
它不仅为突破摄星计划的实施提供了强有力的技术支持，还为多个正在推进中的光帆项目提供了宝贵的数据参考。
随着研究的深入，研究团队希望将先进的纳米材料和超材料整合到光帆中，以使其在星际旅行中更加稳定地飞行。
这一技术的成熟将为未来星际旅行的发展开辟新的道路，使人类有望探索距离地球更遥远的恒星系统。

总结

加州理工学院在光帆技术研究方面取得的重大进展为未来微型航天器送往遥远恒星系统奠定了重要基础。
这一成就标志着突破摄星计划向前迈出了重要的一步，为人类的星际旅行梦想提供了新的可能性。
随着研究的继续深入，我们有理由相信，光帆技术将在未来星际探索中发挥越来越重要的作用。

---

---

相关标签： 光帆、 星际旅行、

上一篇：因造谣医院复活秦始皇等虚假信息被罚

下一篇：育碧旗下网游遭遇重创