本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
几周前，世界听说了迄今为止为启动星际旅行之路而获得最认真资助（或许也是最认真的）的努力。
突破摄星计划不会将人类送往另一颗恒星，甚至不会携带传统的机器人探测器。相反，其目标是推进纳米航天器“星芯片”前往半人马座阿尔法星系，利用光压作用于四米反射材料制成的帆。这些超轻型飞行器最终将以接近光速 20% 的速度穿越遥远的星系（约 4.3 光年，或 26 万亿英里），速度令人难以置信，达到每小时 1.34 亿英里。如此惊人的速度将在最初几分钟内，从近地起点以 60,000 g 的加速度实现。
至少可以说，这非常大胆。
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那么，它有可能成功吗？
作为目前没有参与该项目的人，在过去的几天里，我仍然花费了大量时间来消化和担忧细节。很难不被兴奋所感染，感觉也许，仅仅是也许，会有大量的精力投入到这个想法中，最终使我们人类在通往宇宙其他地方的道路上走得更远。这种可能性非常引人入胜。
还有一种感觉，即使技术障碍证明在我们文明的现阶段是无法克服的，克服这些障碍的探索本身也将是对空间科学和技术发展的巨大推动（突破组织显然没有忽视这一事实）。
但是，其中一些障碍确实令人头疼。
例如，以提议的大规模相控阵激光网格的要求为例，该激光网格将从地球表面发射，以加速微型光帆。估计前往半人马座阿尔法星系的功率使用约为 100 吉瓦（尽管仅持续几分钟）。这是一个很大的数字。一个普通的单反应堆核电站通常产生约 1 至 1.5 吉瓦的电力。因此，如果您想要连续 100 吉瓦的电力供应，那么就需要 100 座核电站。当然，您可能会部署某种储能装置——一个可以使用更少的主发电机充电的储能库。但在这种规模下，这意味着全新的超级电容器或化学储能装置类型。
然后是将电力输送到激光阵列的固有低效率。是否感觉到您的电热水壶的电缆发热？这就是即使通过良好的导体抽取电力时也会发生的情况。现在想象一下抽取大约相当于 1 亿个热水壶的电力，情况将会变得非常热，而且速度非常快。
通过地球大气层发射激光并保持相干性以及控制光束的扩散（色散）本身就具有挑战性。但大气层也永远不是“干净”的，它充满了灰尘、细菌和其他微粒。当面对如此大规模的光子轰击时，完全不清楚会发生什么——沿途会蒸发很多物质。或者更糟，散射回一些能量。
清单还在继续，包括更多有趣但令人担忧的问题。
提议的光帆必须具有高反射性，以避免被加速它们激光束汽化。引用的反射率为 99.999%（这仍然意味着光帆会吸收数万千瓦的功率而<0xC2><0xA0>发热）。然而，这个数字似乎假设了光的“普通”反射。如果我们回顾麦克斯韦方程，我们知道反射是由于镜面材料中的电荷（例如电子）对入射电磁场的响应。但是，当光子（场）像 Starshot 计划中那样密集时，会发生什么情况（至少对我而言）并不完全清楚。这是一个非线性光学状态吗？可能我们需要理解一些非常严重的光子学问题。
关于如何使光帆在辐射束上保持“平衡”也存在相当众所周知的问题和挑战。就像传统的帆一样，存在一种固有的不稳定性，它会使帆偏离压力的主轴。
而且太空绝非良性。如何建造能够应对近地空间和星际空间宇宙辐射环境的纳米航天器？粒子辐射是非常糟糕的东西，而微小的芯片状仪器无法携带太多屏蔽或冗余。以光速 20% 的速度飞行会带来风险，即使是分子碰撞也可能损坏某些重要部件。
您甚至如何与如此微小的飞船通信？有人提到使用低功率激光，或者通过利用太阳的引力透镜效应来创建一种星际通信基础设施。我们的恒星，像任何质量体一样，会弯曲光的路径。但太阳也是天空中的一个巨大的不透明圆盘，因此您必须至少远离 500-600 个天文单位，才能使来自对面遥远光源的透镜光子穿过圆盘边缘，聚焦在您的位置。
我喜欢这个想法，但这需要一个放置在比我们迄今为止送入太空的任何东西远 4 到 5 倍距离的重大（且动力充足的）仪器。并且它必须针对我们的太阳和（例如）半人马座阿尔法星系的相对运动保持对准。
那么，Starshot 计划能使我们成为星际物种吗？
也许可以。而且，尽管存在所有这些以及更多的疑问，但显而易见的是，Starshot 计划将为科学界带来一系列新鲜的想法和令人振奋的挑战。即使前往半人马座阿尔法星系的完整任务仍然是遥远未来的目标，我也愿意押注该项目有可能彻底改变我们对太阳系的探索。
所有正在考虑的事情的缩小版本——较低功率的激光推进、稍微重一些的带有更大和反射率较低的帆的航天器、改进的低功率通信——可以开辟我们的本地领域。如果前往冥王星需要几个月而不是十年，或者探测器访问火星只需一两周，那也将是一个值得期待的未来。