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1977年 ， 美国宇航局发射了旅行者一号探测器 。 经过45年的飞行 ， 它已经成为了距离地球最远的人造物体 ， 目前距离地球达233亿公里 。
然而 ， 即便是这个里程碑式的航天器 ， 距离飞出太阳系仍然极其遥远 。 甚至如果它想飞到比邻星那么远的位置 ， 需要至少70000年的时间 。 人类航天器的飞行速度实在太慢 ， 大大限制了我们探索宇宙的能力 ， 难道我们就没有办法实现更快的航行吗？
答案当然是否定的 ， 人类还是有希望在我们有生之年内实现对比邻星的近距离探测的 。 甚至著名物理学家霍金在生前 ， 都非常看好并支持了一个项目 ， 那就是突破摄星计划 。 这个计划中预计使用的航行技术 ， 就可以让我们快速抵达比邻星 ， 这个技术就是太阳帆 。
实际上 ， 早在差不多400年前 ， 天文学家开普勒就预言了这种航行方式 。 他发现 ， 彗星的彗尾始终是背向太阳的 ， 他推测一定是有某种力从太阳出发 ， 将彗星的物质推向了另一端 。 如果我们能够利用这个力进行宇宙航行 ， 就可以获得源源不断的动力 。
到了现代 ， 科学家们证实了开普勒的想法 ， 他们指出：这种来自太阳的动力 ， 叫做光压 。 光压无处不在 ， 但是压强比较小 。 一个成年人在晒太阳的时候 ， 承受到的光压仅有1毫克左右 。 而且 ， 这么小的压力 ， 和空气阻力以及摩擦力相比 ， 完全可以忽略不计 ， 所以我们平时根本感受不到光压 。
但是 ， 如果有足够大的面积来承受光压 ， 并且放置在高度真空的太空中 ， 那么得到的推力就足够大了 。
在太空中 ， 小行星和那些可能形成流星雨的尘埃就会受到光压的影响 ， 在漫长的岁月里出现运行轨道的变化 ， 这对于天文学家们预测它们的轨迹来说也是一个难题 。 不过 ， 如果我们能够合理地利用光压 ， 那就可以使其对人类有用了 。
这就是太阳帆的原理 ， 如果我们建造一个巨大的太阳帆 ， 就像帆船的帆可以乘风而行一样 ， 太阳帆也可以在光压的推动下持续加速 ， 飞向太阳系边缘 。 科学家设想中的太阳帆 ， 甚至可以加速到光速的20% ， 也就是每秒钟60000公里！按照这个速度 ， 只需要几十年的时间 ， 太阳帆就能抵达比邻星了！
不过 ， 这确实需要非常大的面积才可以 。 科学家计算表明 ， 即便是一张面积800m*800m的太阳帆 ， 得到的光压也只有5N 。 可见 ， 想要达到相对论速度 ， 确实非常困难 。
这个问题还可以抛到一边 ， 因为科学家们明确地知道问题所在 ， 也就可以针对性地提出解决方案 ， 比如放大太阳帆的面积 ， 或者从地球表面发射激光增强光压 。
太阳帆面临的一个问题是 ， 它的动力来自于太阳 ， 这意味着它飞到哪里 ， 基本上是不受人类控制的 。
这就很尴尬了 ， 如果太阳帆既不能躲避路上的障碍 ， 又不能设定飞行路线的话 ， 那又要如何实现人类的探索呢？
最近 ， 美国宇航局正在着手解决这个问题 ， 他们希望能够利用光的衍射原理 ， 改变光的方向 ， 从而改变太阳帆的航向 。 美国宇航局已经给提出这种设想的工程师们提供了200万美元的资金 ， 鼓励他们在此基础上进一步研究 ， 实现利用衍射原理改变太阳帆的技术 。
衍射 ， 是波的一种特性 ， 指的是波遇到障碍物时偏离原来直线传播的物理现象 ， 光作为电磁波的一种 ， 也具有衍射的特点 。 科学家认为 ， 只要我们能够利用衍射的原理改变太阳光照射到太阳帆表面的角度 ， 就可以改变太阳帆的方向 ， 目前美国宇航局正在进行这方面的研究 。
美国宇航局局长比尔·尼尔森指出：“随着我们进入的宇宙比以往更深 ， 我们需要一种创新的高精尖技术来驱动我们的任务 。 ”
为此 ， 美国宇航局很早就提出了创新先进概念计划 ， 其目的就是鼓励各种大胆的科学尝试 ， 寻求突破性或者创新性的技术 ， 改变未来的航天技术格局 ， 这个衍射太阳帆就是其中之一 。
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