美科學家欲研製接近光速納米飛船

　　據國外媒體報道，龐大的粒子加速器正在探索非常微小的世界，但是類似的技術或許有一天可以促進縫衣針大小的飛船進行遠距離飛行，甚至是在恆星系間來往穿梭。通過研究納米推進器(作用相當於便攜式粒子加速器)，或許可以在我們的有生之年把微型飛船的速度加速到接近光速，並用它們探索附近的恆星。

　　歐洲粒子物理研究所耗資100億美元建造的大型強子對撞機，其目的是確定宇宙是由什麼構成的。這個周長達17英里的機器可以把帶電質子的速度加速到接近光速。一旦帶電質子達到最高速度，它們就會與目標相撞，發生爆炸，生成奇異物質供科學家研究。有一天這種原子撞擊的方法可能會給我們展示更多有關其他宇宙區域是由什麼構成的信息。它們或許將引領我們到達那裡。

　　從20世紀50年代開始，人類發射大量飛船，前去探索我們的太陽系。我們向每一顆行星(其中包括身份可疑的星體，例如冥王星和冥衛一)、太陽、眾多衛星、小行星和彗星發射探測器。最近火星車在這顆紅色行星上艱難跋涉，人造衛星圍繞地球、月球、火星、金星和土星軌道進行科學研究。但是僅有為數不多的幾個探測器走出了我們的太陽系，慢吞吞地飛往更加遙遠的區域。例如，「旅行者」號探測器的運行速度大約是每小時40000英里，僅相當於光速的0.00006%。

　　我們還從沒走出龐大的星際空間，探測距離我們最近的恆星——比鄰星(Proxima Centauri)。星際空間大的令人難以置信。航天飛機圍繞距離地球大約250英里的軌道運行，月球在距離地球大約250000英里的上空飛行。火星距離太陽大約1.4億英里。而最近的恆星距離地球大約有4.2光年。這意味著從地球發射一束光，它需要用4年多，行進24萬億英里，才能到達距離我們最近的恆星。如果飛船的速度不能達到光速，在一個人的有生之年探索另一顆恆星的目標似乎是不可能實現的。然而事實證明，這個目標實現的可能性顯然比聽起來更大一些。

　　進行星際空間探索的辦法是利用可以達到令人難以置信的速度的微型飛船，或稱納米飛船。粒子加速器裡的質子之所以能達到接近光速的速度，是因為它們非常小，而且非常輕。與此同理，非常小的無人太空探測器也將非常輕，可以達到接近光速的速度，可以進行星際空間探索。密歇根大學(University of Michigan)的研究人員正在製造納米發動機，有一天這種發動機將能掀起一場迷你飛船新潮流。

　　布萊恩·吉爾斯特(Brian Gilchrist)和他的同事們正在研發利用納米粒子作為推進材料的推進器。這項研究工作由美國空軍資助。這種發動機大部分都是利用微機電系統技術(MEMS)，直接在極薄的硅片上雕刻的。這種技術在半導體工業領域應用非常廣泛。該發動機的厚度不超過半英吋(1厘米，其中包括燃料)，擁有好幾萬個加速器，可以安裝在一個不比郵票大的地方。這些「粘貼」上的推進器可以給微型飛船提供能量，讓它們飛到很遠的地方。

　　這種工藝被稱作「納米粒子場提取推進器(nano-particle field extraction thruster)」。微小的推進器的工作原理跟龐大的粒子加速器的迷你版本非常類似。這種裝置利用堆疊在一起的很多微米厚度的「門」，在導電層和絕緣層之間交替運行，產生電場。這些小但強大的電場給一個導電納米粒子團充電，並給這些粒子加速，把它們發射到太空，生成快速運行的粒子流。

　　吉爾斯特說：「在這種情況下，粒子加速器利用電場給帶電粒子加速，這些正是現在我們在進行的工作。」由於太空中沒有摩擦力，微型飛船經過一次加速，就可以在數年裡繼續加速。最終達到接近光速的速度，攜帶著科學儀器飛往其他恆星。然而暫時這種納米粒子推進器還將繼續呆在我們的太陽系裡。據吉爾斯特說：「這種技術在距離地球更近的地方有很多實際應用途徑。」