霍金的突破摄星计划是什么，以20% 的光速旅行到底有多危险？
茫茫宇宙，星系之间，动辄几百万光年的距离，距离之远，人类无法想象。单说这恒星间的距离，动不动也得几光年甚至几十光年。拿我们太阳系来说，距离太阳最近的恒星就是半人马座α星，距离我们仅仅4.3光年。4.3光年，对于浩瀚宇宙来说，几乎可以忽略不计，但是，对于地球生命来说，绝对是一个天文数字。
但人类生来就是要探索的，天文学家也一直想要发射航天器去窥探这个奥秘的“邻居”。有一项计划就是针对半人马座α星的，而且发起人还是大家熟悉的霍金先生。
为了一探半人马座α星的神秘，甚至为了弄清那里是否存在外星生命，霍金在2016年发起了“突破摄星”计划。
“突破摄星”是过去十年中涌现的最令人兴奋的科学想法之一，它计划将星片”光帆飞行器”送到最近的恒星。该计划希望飞行器以五分之一光速（每秒6万千米）、经过约20年的航行时间抵达半人马座α星，并在到达后再经过约4年的时间向地球传回信息。
虽然这个想法在纸面上是可行的，可以作为现有技术的推断，但有很多细节需要彻底检查，因为其中一个可能会带来惊人的效果。
不过这项计划目前来说有三个最难解决的问题，其一就是到达20%光速着实不易，第二就是航行器以20%光速飞行所面临的危险，也就是能不能安全达到的问题，最后的问题是地球保持通信也是一大难题。
速度达到20%光速有多危险
“突破摄星”的目标是将飞船加速到约20%光速，在那样的速度下，即使是单个的原子也会对飞行器造成损害，而与一小片尘埃相撞带来的后果可能是灾难性的。
从这里到最近的恒星之间的空间并不是完全真空的，早期的恒星留下了稀疏的尘埃颗粒，星系演化的过程也留下了分散在星际空间中的单个原子。这些粒子或者尘埃对于高速运行的飞行器可以说是致命的。
撞到原子的主要问题不是物理碰撞，而是撞击在宇宙飞船上所沉积的能量，这会导致局部加热，从两个方面损坏航天器。 当温度足够高时，加热使制造工艺的材料蒸发到太空中。 低于该阈值，可能会导致局部熔化，导致该区域重新凝固时材料属性发生变化。
氢和氦是宇宙飞船遇到的最常见的原子，但较重的原子，特别是氧、镁和铁带来的伤害要远大于其前者。
与原子相比，尘埃会带来更严重的问题。飞行器碰上微小的尘埃粒子本质上就像是同时受到许多气体原子的轰击。这是因为与碰撞本身的能量相比，尘埃粒子中结合在一起的能量很小，而尘埃主要由更重的原子组成。
但是一个足够大的尘埃粒子会产生足够大的能量来摧毁一艘飞船。“足够大”并不是很大，只要直径15微米，飞船就会报废。幸运的是，这种大小的尘埃颗粒非常罕见，它们相遇的几率是1050比1。
那么如何尽可能地减小碰撞发生的几率呢？
最简单的方法就是限制飞船在行进路线上的横截面，这就涉及到折叠太阳帆，这是飞船最初加速时所依赖的能量来源。
可以考虑把它放在一个防护罩后面，飞船的主体也可以被塑造成有点像子弹的形状，以限制尘埃与其碰撞的可能。然而，由于太阳帆在一些潜在的设计中被用于与地球通信，这方法或许行不通。
前部加一层石墨，这样可以更有效地散热。
然而，还有一个问题是由撞击引起的动量变化。每个尘埃颗粒都会产生一股蒸发物质的小射流，推动飞船本身，使其略微改变方向。因此，碰撞可能会使飞船很难像我们希望的那样接近任何行星。
最后需要说明的是，即使飞行器安全存在的问题解决了，还有一个更大的问题需要我们解决，那就是通信问题。因为，相隔如此远的距离，那信号微弱的只怕科学家们在短时间内也会束手无策！
人类很伟大，有时却很渺小。
