未來(lái),如果人類想把探測(cè)器送往太陽(yáng)系附近的恒星系統(tǒng)并保持聯(lián)系,,首先將需要解決一個(gè)重大問(wèn)題——星際通信,。在浩瀚的宇宙中,即使是最集中的信號(hào)也會(huì)慢慢地?cái)U(kuò)散到巨大的空間之中,??茖W(xué)家估算,如果從距離太陽(yáng)最近的恒星(比鄰星,,約4.24光年)向地球發(fā)送功率一瓦的信號(hào),,需要一座口徑超過(guò)50公里的射電望遠(yuǎn)鏡才能接收到。 在40年前,,旅行者一號(hào)攜帶一臺(tái)22.4瓦的發(fā)射器離開了地球,。目前,旅行者一號(hào)已經(jīng)飛到太陽(yáng)系的邊緣,,即將進(jìn)入星際空間(或者已經(jīng)進(jìn)入),,它距離地球138個(gè)天文單位或者0.002光年。 旅行者一號(hào)從如此遙遠(yuǎn)的距離傳送回的信號(hào)會(huì)大幅度衰減,,當(dāng)信號(hào)到達(dá)地球時(shí)僅有十億億分之一瓦,,需要一座口徑70米的望遠(yuǎn)鏡才能收集到足夠強(qiáng)的信號(hào)。即便如此,,探測(cè)器也只能以每秒160比特的速度緩慢地傳回?cái)?shù)據(jù),。 如果想要獲得從比鄰星傳送過(guò)來(lái)的高品質(zhì)數(shù)據(jù),、圖像,甚至是視頻,,則需要一座小型國(guó)家大小的望遠(yuǎn)鏡,。這是非常不現(xiàn)實(shí)的,天文學(xué)家只能另辟蹊徑,。 在100年前,,愛因斯坦的廣義相對(duì)論預(yù)言,物體會(huì)彎曲周圍的時(shí)空,,質(zhì)量越大,,扭曲作用就越強(qiáng)。這一預(yù)言早已被證實(shí),,天文學(xué)家利用星系強(qiáng)大的引力作為透鏡,,來(lái)放大遙遠(yuǎn)距離的星光,,甚至還用來(lái)計(jì)算恒星的質(zhì)量,。 當(dāng)然,太陽(yáng)也會(huì)彎曲從其旁邊經(jīng)過(guò)的光線,。因此,,我們可以利用太陽(yáng)的引力來(lái)放大星際探測(cè)器傳回的信號(hào),這樣無(wú)需在地面上安裝超大型的望遠(yuǎn)鏡,,或者大幅提升探測(cè)器的功率,。這種技術(shù)與《三體》描繪的不同,后者是直接把太陽(yáng)本身作為信號(hào)放大器,。 不過(guò),,此前有分析推測(cè),太陽(yáng)的日冕可能會(huì)帶來(lái)很多噪音,。但天體物理學(xué)家Michael Hippke的最新研究表明,,這樣的計(jì)劃仍然是可行的。 引力透鏡效應(yīng) 通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn),,利用太陽(yáng)引力透鏡的1米望遠(yuǎn)鏡可以達(dá)到與傳統(tǒng)9至45公里望遠(yuǎn)鏡相同的數(shù)據(jù)接收速率,。如果利用39米的地面望遠(yuǎn)鏡,星際探測(cè)器的發(fā)射功率需要達(dá)到百萬(wàn)瓦特,,這是非常不現(xiàn)實(shí)的,。此外,使用太陽(yáng)作為引力透鏡的衛(wèi)星不需要任何的技術(shù)進(jìn)步,。 兩年前,,飛掠冥王星的新地平線號(hào)探測(cè)器收集到了6.25 G的數(shù)據(jù),而將這些數(shù)據(jù)傳回地球需要一年半的時(shí)間,,傳輸速度極其緩慢,。如果未來(lái)發(fā)射星際探測(cè)器去往遙遠(yuǎn)的太空,,我們當(dāng)然希望能夠盡早地接收完數(shù)據(jù),早點(diǎn)領(lǐng)略到太陽(yáng)系外的世界,,而不是等上一生的時(shí)間,。 |
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