一项新的研究发现，由碳泡沫气泡制成的航天器将能够在“仅仅”185年内从地球前往半人马座阿尔法星，仅靠太阳能提供动力。
这些碳泡沫探针（精确地说是喷枪）可以成群地加速星际旅行，或帮助发现和研究神秘行星。 X星球 如果存在的话。
目前，由化学反应驱动的常规火箭是空间推进的主要形式。 然而，它们的效率远不及人类一生中到达另一颗恒星的效率。
例如，距地球最近的恒星系统半人马座阿尔法星距离地球约 4,37 光年，超过 25,6 万亿英里（41,2 万亿公里），大约是太阳中距地球距离的 276.000 倍。 NASA 的航行者 1 号太空探测器于 1977 年发射，自 2012 年起进入星际空间， 到达半人马座大约需要75.000年 如果探针指向正确的方向（不是）。
问题？ 是推进剂
所有传统的航天器推进器都使用推进剂。长途星际旅行需要大量推进剂，这使得航天器变得很重（因此需要更多推进剂，如此循环）。简而言之，随着规模的增加，问题会呈指数级恶化。
行进灯
因此，之前的研究表明，“光航行”可能是人类一生中为数不多的技术上可行的探测器到达另一颗恒星的方法之一。
虽然光不会施加太大的压力，但科学家们已经确定，即使施加很小的压力也可能产生重大影响。事实上，大量实验表明，只要有足够大的镜子和足够轻的航天器，“太阳帆”就可以依靠阳光来推进。
突破星空：下方有太空蝴蝶
该倡议 突破Starshot 这个耗资一亿美元的项目于 100 年宣布，旨在在半人马座阿尔法星发射大量微芯片大小的航天器，每个航天器都具有非常薄且反光能力极强的帆。该计划要求这些小型“太空蝴蝶”以高达光速 2016% 的速度飞行，在大约 20 年内到达半人马座阿尔法星。
Starshot 项目的一个缺点是它需要有史以来最强大的激光阵列来推动飞船向外推进。目前不仅不存在建造这种阵列的技术，而且加速星际旅行的项目的估计总成本可能在 5 亿至 10 亿美元之间。
替代方案：碳泡沫
在这项新研究中，天体物理学家提出，更便宜的选择可能包括由碳泡沫制成的特殊“气泡”。
研究人员发现，用这种材料制成的探测器可以使星际飞行比任何仅由阳光驱动的火箭都快，而无需巨型激光。
为了开发出一种阳光可以以有用的星际速度推动光帆前进的方法，研究人员分析了以前针对坚固轻质材料的科学研究。
他们选择了空气石墨，这是一种比铝轻 15.000 倍的碳泡沫。
喷枪的神奇之处
科学家计算出，直径约 1 米、外壳厚度 1 微米（约为人类头发平均宽度的 1%）的空气石墨空心球的重量仅为百万分之五磅（2,3 毫克）。
如果这样一个有效载荷为 0,035 盎司（1 克）的球体从太阳释放大约一个天文单位 (AU)，阳光将推动它以高达约 114.000 英里/小时（183.600 公里/小时）的速度，是航行者号的三倍1.
（一个AU是地球与太阳之间的平均距离，大约为93万英里或150亿公里。）
这样一个球体只需 3,9 年即可到达冥王星轨道。
如果这样的球体从太阳释放约0,04个天文单位（比NASA的Parker太阳探测器更近），那么更强烈的阳光将使航天器加速至近15,4万英里/小时（每小时24,8万公里）。 ）。
它可以在4,2年内在地球和最接近我们太阳系的恒星Proxima Centauri之间移动185光年的距离。
在星空中“泡泡”旅行
球体越大，它可以走得越快，或者可以承载的负载就越大。
我对我们的结果感到惊讶的是，恒星（在我们的情况下为太阳）的输出功率可用于将星际探测器推向最近的恒星，而无需在船上增加电源。
雷内·海勒是德国哥廷根马克斯·普朗克太阳系研究所的天体物理学家。
研究人员建议，这些太空船可能携带32瓦重的激光，重量仅为千分之一磅（1克）。
尽管它很重，但这种激光束可以帮助研究人员检测重力效应。海勒说，后者反过来可以帮助揭示那些因过于黑暗和寒冷而无法探测到的世界的存在，例如假设的 X 行星。
碳泡沫泡沫：成本
科学家估计，开发碳泡沫太空泡沫的原型可能耗资1万美元。
然后，每辆碳泡沫太空船的造价约为1.000美元或更少。 部署和测试这些船只的发射费用约为10万美元。
碳泡沫气泡：有什么风险？
现在，该项目的最大风险是，没有人能建造出几英寸以上的喷枪结构。 我们需要几米长的东西。
但是，研究人员正在与实验人员联系，他们建议在原则上可以创建这样的大型结构。
另一个不小的重要问题是管理问题。一旦气泡被部署，目前还没有办法控制它们的轨迹。
火星交付
如果机载电子设备和设备能够进行主动机动，“几周内就可以在地球和火星之间运输小质量物体（1 到 100 克），”海勒说。 的居民 科勒尼 他们可能会在亚马逊火星上订购好手机套
研究人员目前正在进行实验来测试空气石墨吸收和反射光的效果。他们上个月在网上详细介绍了他们的发现 在《天文学与天体物理学》杂志上。
简而言之，将来，常规火箭将把碳泡沫气泡带入太空。 阳光将它们推向恒星。
