本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
幾周前，世界聽說了迄今為止為啟動星際旅行之路而獲得最認真資助（或許也是最認真的）的努力。
突破攝星計劃不會將人類送往另一顆恆星，甚至不會攜帶傳統的機器人探測器。相反，其目標是推進奈米航天器“星晶片”前往半人馬座阿爾法星系，利用光壓作用於四米反射材料製成的帆。這些超輕型飛行器最終將以接近光速 20% 的速度穿越遙遠的星系（約 4.3 光年，或 26 萬億英里），速度令人難以置信，達到每小時 1.34 億英里。如此驚人的速度將在最初幾分鐘內，從近地起點以 60,000 g 的加速度實現。
至少可以說，這非常大膽。
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那麼，它有可能成功嗎？
作為目前沒有參與該專案的人，在過去的幾天裡，我仍然花費了大量時間來消化和擔憂細節。很難不被興奮所感染，感覺也許，僅僅是也許，會有大量的精力投入到這個想法中，最終使我們人類在通往宇宙其他地方的道路上走得更遠。這種可能性非常引人入勝。
還有一種感覺，即使技術障礙證明在我們文明的現階段是無法克服的，克服這些障礙的探索本身也將是對空間科學和技術發展的巨大推動（突破組織顯然沒有忽視這一事實）。
但是，其中一些障礙確實令人頭疼。
例如，以提議的大規模相控陣雷射網格的要求為例，該雷射網格將從地球表面發射，以加速微型光帆。估計前往半人馬座阿爾法星系的功率使用約為 100 吉瓦（儘管僅持續幾分鐘）。這是一個很大的數字。一個普通的單反應堆核電站通常產生約 1 至 1.5 吉瓦的電力。因此，如果您想要連續 100 吉瓦的電力供應，那麼就需要 100 座核電站。當然，您可能會部署某種儲能裝置——一個可以使用更少的主發電機充電的儲能庫。但在這種規模下，這意味著全新的超級電容器或化學儲能裝置型別。
然後是將電力輸送到雷射陣列的固有低效率。是否感覺到您的電熱水壺的電纜發熱？這就是即使透過良好的導體抽取電力時也會發生的情況。現在想象一下抽取大約相當於 1 億個熱水壺的電力，情況將會變得非常熱，而且速度非常快。
透過地球大氣層發射雷射並保持相干性以及控制光束的擴散（色散）本身就具有挑戰性。但大氣層也永遠不是“乾淨”的，它充滿了灰塵、細菌和其他微粒。當面對如此大規模的光子轟擊時，完全不清楚會發生什麼——沿途會蒸發很多物質。或者更糟，散射回一些能量。
清單還在繼續，包括更多有趣但令人擔憂的問題。
提議的光帆必須具有高反射性，以避免被加速它們雷射束汽化。引用的反射率為 99.999%（這仍然意味著光帆會吸收數萬千瓦的功率而<0xC2><0xA0>發熱）。然而，這個數字似乎假設了光的“普通”反射。如果我們回顧麥克斯韋方程，我們知道反射是由於鏡面材料中的電荷（例如電子）對入射電磁場的響應。但是，當光子（場）像 Starshot 計劃中那樣密集時，會發生什麼情況（至少對我而言）並不完全清楚。這是一個非線性光學狀態嗎？可能我們需要理解一些非常嚴重的光子學問題。
關於如何使光帆在輻射束上保持“平衡”也存在相當眾所周知的問題和挑戰。就像傳統的帆一樣，存在一種固有的不穩定性，它會使帆偏離壓力的主軸。
而且太空絕非良性。如何建造能夠應對近地空間和星際空間宇宙輻射環境的奈米航天器？粒子輻射是非常糟糕的東西，而微小的晶片狀儀器無法攜帶太多遮蔽或冗餘。以光速 20% 的速度飛行會帶來風險，即使是分子碰撞也可能損壞某些重要部件。
您甚至如何與如此微小的飛船通訊？有人提到使用低功率雷射，或者透過利用太陽的引力透鏡效應來建立一種星際通訊基礎設施。我們的恆星，像任何質量體一樣，會彎曲光的路徑。但太陽也是天空中的一個巨大的不透明圓盤，因此您必須至少遠離 500-600 個天文單位，才能使來自對面遙遠光源的透鏡光子穿過圓盤邊緣，聚焦在您的位置。
我喜歡這個想法，但這需要一個放置在比我們迄今為止送入太空的任何東西遠 4 到 5 倍距離的重大（且動力充足的）儀器。並且它必須針對我們的太陽和（例如）半人馬座阿爾法星系的相對運動保持對準。
那麼，Starshot 計劃能使我們成為星際物種嗎？
也許可以。而且，儘管存在所有這些以及更多的疑問，但顯而易見的是，Starshot 計劃將為科學界帶來一系列新鮮的想法和令人振奮的挑戰。即使前往半人馬座阿爾法星系的完整任務仍然是遙遠未來的目標，我也願意押注該專案有可能徹底改變我們對太陽系的探索。
所有正在考慮的事情的縮小版本——較低功率的雷射推進、稍微重一些的帶有更大和反射率較低的帆的航天器、改進的低功率通訊——可以開闢我們的本地領域。如果前往冥王星需要幾個月而不是十年，或者探測器訪問火星只需一兩週，那也將是一個值得期待的未來。