三体星|可达光速20%！有生之年或可看到三体星，什么技术这么牛( 二 ) PE|达晨|募资|刘昼|基金|bumble

既然光帆这么厉害，为啥科学家还不开始制造呢？
且不说人类的科技能不能造出这么巨大的光帆，就算造出来了，我们还需要考虑一个问题：牛顿第二定律。我们知道，一个物体的质量越大，就越难以加速。如果我们真的做出那么巨大的太阳帆，其恐怖的质量可能也会让加速效果荡然无存。

文章插图
（图片说明：太阳帆必须足够薄）
所以，想要达到两全其美的效果，科学家就必须让太阳帆变大的同时还要变轻。
加大推力除了增加太阳帆本身的面积之外，还有一种方法可以提高它的速度，那就是增加推力。太阳光提供的光压的确比较小，但我们可以人工施加光压，比如激光。
问题在于，随着航天器的加速，光源射出的光在抵达航天器时，波长已经被拉长了，这就是多普勒效应，和星系远离我们时发生红移是一个原理。基于这个问题，太阳帆的材料也必须对吸收红外线的能力做出要求。

文章插图

再者，激光提供的强大推力对于太阳帆本身来说也是一个挑战，因为想要让太阳帆又大又轻，那就得做得很薄。但是，太薄的太阳帆，可能在激光的压力下就破碎了。所以，制作太阳帆的材料还要足够硬。
总之，这种材料必须非常牛才可以。
最近，《纳米通讯》杂志上发表了美国宾夕法尼亚大学的科学家们的最新成果，他们提出了一种太阳帆的构造设想，那就是一种双层材料，其材料分别是二硫化钼和氮化硅。
这两种材料，听起来就不明觉厉。研究人员介绍，这两种材料都具有非常优良的物理、化学性质，还具有许多光学特性，并且能够被制作成薄片形状，非常适合用作太阳帆。

文章插图
（图片说明：二硫化钼微观结构）
受力模型《纳米通讯》杂志上这一次一口气发表了两篇关于太阳帆的研究，另一项研究并没有思考如何选择材料，而是从受力的角度对太阳帆进行了思考。
就算再坚固的材料，在受力的时候也会变形。可以想象，一个极其巨大的太阳帆在激光的作用下，势必会发生形变。说得通俗点，它就会像降落伞一样鼓起来。加利福尼亚大学的科学家们对一个面积为平方米级的太阳帆进行了建模，分析了它可能发生的形变，通过形变后的曲率，对材料的性质进行了限制。

文章插图

总结可以说，太阳帆是目前人类已知的唯一可行并且能够在有生之年抵达比邻星的技术。正因如此，连霍金生前都赞助了相关的研究项目，那就是突破摄星计划。
需要说明的是，目前科学家们研究的太阳帆，其目的是将人类探测器送到比邻星，而且是微型探测器。至于人类前往比邻星进行探测的设想，是不在考虑范围内的。毕竟人类不可能单独前往比邻星，还需要更加巨大的航天器，这对于太阳帆的要求太高了。而且，几十年的旅程，足以让一个人老死在路上。

文章插图
（图片说明：太阳帆或可让我们在有生之年看到比邻星的庐山真面目）
【三体星|可达光速20%！有生之年或可看到三体星，什么技术这么牛】能够让探测器抵达比邻星，我们就满意了，至少那里探测到的信息可以在4.24年内就传回地球。至于人类什么时候能够亲眼去看看比邻星和三体星，那就要等待更加先进的技术了。