[圖文]伊卡洛斯星際航行工程:建造具備恆星間航行能力無人飛船
在地球軌道上進行組裝的飛船
由Tau Zero基金會和英國星際學會牽頭的伊卡洛斯星際航行工程,最終目標是建造一艘具備恆星間航行能力無人飛船,前往距離太陽系最近的恆星系統進行勘察,理論上星際航行將耗時100年。該計畫目前正在進行之中,以下通過一些片段對該計畫進行一個較為直觀的瞭解:
在目的地的定位上,一直是伊卡洛斯計畫的意義所在,科學家將通過天文觀測,對太陽系周圍15光年距離內的恆星系統進行一次較為全面的瞭解,在整個範圍內確定目的地,還將對目標恆星系統內的行星做充分的研究,這是為飛船達到目的地前得減速做準備工作。減速過程主要使用飛船動力系統的反推作用和太陽帆等減速方法,以及利用各行星間的引力作用減速。這就必須對目標恆星系統內部各種軌道參數有一個全面的掌握。
由於路途遙遠,無人飛船體積可能較為龐大,這就需要在地球軌道上進行組裝,飛船的組裝可以在一個環形結構中完成(圖),就像國際空間站一樣。動力方面,飛船使用大量的氦同位素作為動力,氦-3在地球上很少,但是在月球以及氣態行星(木星)上蘊藏量豐富。科學家認為採集木星氦-3的方式可以用一根「空心繩」,在軌道上將木星大氣中的氦-3吸取上來,由於這根「空心繩」還切割木星磁感線,所以還可以用來發電。
在星際航行過程中,姿態控制和導航相當重要,科學家設計了出發的方法:操縱飛船向太陽移動,然後快速全功率背向太陽運行,即「軌道彈弓」,利用太陽引力進行加速。由於靠太陽近,還可以使用太陽帆進行推動。另外,航行途中拋棄的燃料箱將作為中繼通信站,科學家傾向於使用同位素發電機(已在旅行者探測器上使用)。針對航行途中發生的故障,研究小組決定在飛船上設計自主式機器人和機械臂,後者的技術已經相當成熟。
經過漫長的星際航行和減速後,需要進行哪些科學探測,還要根據空間望遠鏡對目標恆星系統進行觀測研究後的結果決定。有一點可以肯定的是,飛船抵達目的地後,將釋放探測器對相關行星進行著陸探測,目前在太陽系內行星上著陸,主要使用降落傘和氣囊,還有反衝發動機,這些都是較為成熟的技術儲備。但是要保持飛船上各系統在100年後還能正常工作,這需要在設計、製造和測試上有著嚴格的控制標準。
伊卡洛斯星際航行工程的實施,顯然需要巨額的資金支持,且該計畫在時間跨度上較長。但是其是人類真正將星際航行作為一項計畫付諸實施,是人類真正踏出太陽系,探索恆星際空間的重要一步,這也是其意義所在