在太阳系之外的浩瀚银河系中，分布着上千亿颗恒星，位于半人马座的南门二是离我们比来的一个恒星系统，距离只有4.37光年。南门二有别于我们的太阳系，因为它包含着三颗恒星，此中比来的是比邻星，离我们只有4.25光年。
在2016年，天文学家发现比邻星四周环抱着一颗行星，这震撼了天文学界。这颗被定名为比邻星b的系外行星是一颗“超等地球”，质量达到地球的1.6倍，半径为地球的1.3倍。并且比邻星b的公转轨道位于宜居带中，意味着它可能像地球一样有前提降生出生命。
这个重大发现激发了人们的无限联想，比邻星b上事实有没有外星文明呢？因为比邻星b又小又远，人类今朝最壮大的天文千里镜也无法直接窥探到它。想要知道这颗系外行星到底是什么样子，只能飞到它四周进行探测。
4光年在宇宙中只能算是近在咫尺，以每秒快要30万公里的光速飞翔，只要4年就能走完，但这对于人类而言倒是遥不成及。若是以正在飞出太阳系的观光者1号的速度（17 km/s），飞抵比邻星b将需要长达7.5万年的时候，这样的星际探测显然是不实际的。
我们需要速度快得多的亚光速星际飞船，但这又会遭遇相对论效应的阻碍。按照相对论的质增效应，当星际飞船的速度接近光速时，其质量将会敏捷增添，进一步加快将变得很是坚苦，这需要飞船携带极多的燃料。
想要在人类有生之年内跨越地球和比邻星b之间的遥远距离，我们必需打破固有思维，斥地一条星际飞翔的新路子。星际飞船颠末充实轻量化处置之后，可以更轻易进行加快，从而达到极快的速度。
闻名物理学家霍金曾在生前提出了“冲破摄星”打算，他设想了一种很是轻（克级）的光帆星际飞船，自身不携带燃料，它的动力来自于地面上的激光阵列照射出的强力激光，由此发生的光子辐射压力。这样的星际飞船可以被加快至光速的20%，飞抵比邻星b只需大约20年的时候。
不外，想要让光帆飞船实现亚光速飞翔，还要面对诸多挑战。地球概况被一层大气笼盖着，地面激光器发射出的激光在穿过大气层时，将会发生折射，导致光帆飞船无法被准确鞭策。
一些人建议把发射系统放在月球上，那边没有大气，激光可以直达光帆飞船。然而，在月球上摆设激光阵列的当作本太高了，的确是天文数字，底子不实际，需要寻找其他方式。
比来，科学家有了新的冲破。按照《美国光学学会杂志B》（Journal of the Optical Society of America B）上刊载的一篇新论文[1]，科学家提出了一种用于光学相位传感和节制的光子解决方案，成立一种可以或许抵偿大气畸变的自顺应光学系统。有了这样的系统，就能抵消大气畸变造当作的影响，从而把激光精确照射到光帆飞船上。
按照打算，1亿台激光器将会分布在1平方公里的区域中，整个激光阵列的总功率将会达到100 GW，耗电量庞大。但它只要满功率运行10分钟，光子就能让光帆飞船获得高达1万g的加快度。
当激光阵列封闭之后，光帆飞船的速度将会被加快至五分之一光速。此后，光帆飞船将依靠惯性飞标的目的南门二。固然太空几乎是真空状况，但光帆飞船在飞翔时，仍然会受到太阳引力和星际介质的感化，飞船的速度将会略微减慢，它估计会用22年的时候飞抵比邻星b。
达到那边之后，光帆飞船把探测数据用无线电波传回地球，还要4年多的时候。因为光帆飞船没有动力进行减速，它将会快速飞掠南门二，然后飞标的目的宇宙深处。
参考文献
[1] Chathura P. Bandutunga, Paul G. Sibley, Michael J. Ireland, et al. Photonic solution to phase sensing and control for light-based interstellar propulsion, Journal of the Optical Society of America B, 2021, 38, 1477-1486.
