聲波引導(dǎo)粒子自組裝和自愈
你需要跨越深空發(fā)送信息嗎？那就用太陽(yáng)來(lái)增強(qiáng)信號(hào)吧。一個(gè)新的提議指出，太陽(yáng)的引力能用于增強(qiáng)來(lái)自深空探測(cè)器的信號(hào)，允許我們從遠(yuǎn)至半人馬阿爾法座的深空傳回視頻流。錦上添花的是，實(shí)現(xiàn)該想法所需的科技已經(jīng)存在了。
雖然現(xiàn)存的探測(cè)器還沒(méi)有遠(yuǎn)到能利用這一技術(shù)，它最終將能協(xié)助我們進(jìn)行深空通信。現(xiàn)在建設(shè)這樣的通信網(wǎng)絡(luò)可以帶來(lái)在未來(lái)同我們的--或是外星人的--宇宙飛船通信的可能性。
獨(dú)立天文物理學(xué)家 Michael Hippke 發(fā)現(xiàn)，如果我們要接收位于半人馬阿爾法座--距離我們最近的恒星系--的探測(cè)器發(fā)送的功率為一瓦特的信號(hào)，在地面上的接收設(shè)備的直徑需要有53公里之長(zhǎng)，面積比紐約市還要大。
在他的研究中，Hippke 提議使用一個(gè)直徑約一米的望遠(yuǎn)鏡來(lái)中轉(zhuǎn)信號(hào)。它需要被放置在距離太陽(yáng)約 900 億千米的位置，因?yàn)樵谠摼嚯x可以最好地利用引力透鏡效應(yīng)來(lái)放大信號(hào)。
引力透鏡效應(yīng)曾被愛(ài)因斯坦預(yù)言，并于 1919 年首次被觀察到。在光經(jīng)過(guò)像太陽(yáng)一樣的質(zhì)量巨大的物體時(shí)，引力作用會(huì)把它匯聚到一點(diǎn)。
與半人馬阿爾法座通信在為任何深空任務(wù)建造信號(hào)接收設(shè)備時(shí)，這樣的信號(hào)增強(qiáng)技術(shù)都將起到至關(guān)重要的作用。離開(kāi)了它，我們將不得不在地表建造巨大的天文望遠(yuǎn)鏡，并向深空發(fā)送大到足以裝下強(qiáng)勁能源的探測(cè)器。
利用引力透鏡效應(yīng)，少量的能量就足以將信息傳輸回我們的太陽(yáng)系?！霸谧罱暮阈窍抵車恢Ъす夤P就足以勝任?！?Hippke 如是說(shuō)。信息傳輸?shù)乃俾蕦⒖斓娇梢园l(fā)送圖片和視頻，雖然目前接收來(lái)自半人馬阿爾法座的任何數(shù)據(jù)流都有著四年的延遲。
最新的向半人馬阿爾法座發(fā)送探測(cè)器的計(jì)劃是“突破攝星”計(jì)劃，它將發(fā)送一群由光帆驅(qū)動(dòng)、每個(gè)僅重幾克的迷你飛船。光帆，驅(qū)動(dòng)飛船的激光，以及飛船使用的電子設(shè)備都需要數(shù)年的開(kāi)發(fā)。
拿來(lái)直接用Hippke 的設(shè)計(jì)并非如此，它只用到了已經(jīng)發(fā)展成熟的科技。但是，這并不代表它將是小菜一碟。他提議的望遠(yuǎn)鏡將比旅行者一號(hào)--人類發(fā)射得最遠(yuǎn)的探測(cè)器--目前的位置還要遠(yuǎn)四倍。
要是望遠(yuǎn)鏡與太陽(yáng)的距離比 900 億千米少上哪怕一點(diǎn)，那么任何信號(hào)增強(qiáng)效應(yīng)都將消失，因?yàn)樘?yáng)會(huì)把信號(hào)擋住。
Slava Turyshev，一位來(lái)自 NASA 噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的物理學(xué)家，評(píng)論說(shuō) Hippke 的計(jì)劃是“困難但并非不可能”的。收信的望遠(yuǎn)鏡甚至不需要保持靜止，因?yàn)樗@樣仍能接收到來(lái)自遠(yuǎn)至距太陽(yáng) 3000 億千米處的信號(hào)。
Turyshev 說(shuō)如果利用太陽(yáng)進(jìn)行引力彈弓彈射的話，在 25 到 30 年內(nèi)或許可以把一個(gè)望遠(yuǎn)鏡發(fā)射到距太陽(yáng) 900 億千米處。
即使面對(duì)如此雄心壯志的計(jì)劃所包含的種種挑戰(zhàn)，Hippke 表示人類發(fā)射過(guò)比他提議的望遠(yuǎn)鏡大得多的太空望遠(yuǎn)鏡。“這比建造哈勃太空望遠(yuǎn)鏡容易多了。”他說(shuō)。
論文地址：arxiv.org/abs/1706.05570
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