Yuri Milner和霍金宣佈突破攝星計劃

紐約2016年4月14日電 /美通社/ -- 互聯網投資人和科學慈善家Yuri Milner今天在世貿一號觀景台(One World Observatory)與著名宇宙學家霍金(Stephen Hawking)宣佈了一項新的「突破計劃」(Breakthrough Initiative)，重點是太空探索和尋找宇宙生命。

突破攝星(Breakthrough Starshot)是一項投資1億美元的研究與工程計劃，旨在找到光加速「納米飛行器」的概念證據。這些「納米飛行器」有可能在發射後的僅20年時間內以相當於光速20%的速度飛行，捕捉可能存在的行星的照片，以及離我們最近的星系半人馬座阿爾法星(Alpha Centauri)的其它科學資料。

該計劃將由前美國國家航空航天局艾姆斯研究中心(NASA AMES Research Center)主管Pete Worden領導，一個由世界級科學家和工程師組成的委員會擔任顧問。董事局成員將包括霍金、Yuri Milner和朱克伯格(Mark Zuckerberg)。

Ann Druyan、德雷克(Freeman Dyson)、Mae Jemison、洛布(Avi Loeb)和Pete Worden也參加了發佈活動。

今天，在紀念加加林(Yuri Gagarin)的宇宙飛行創舉50週年，以及最初的「對月發射」近半個世紀之際，突破攝星計劃正在準備下一個偉大飛躍：上星。

突破攝星計劃

半人馬座阿爾法星系距離地球25萬億英里（4.37光年）。用當今较快的太空船大概要花30,000年才能到達那裏。突破攝星計劃旨在確定以光束加速的克量級納米飛行器能否以超過一千倍的速度飛行。它將矽谷的方法用於太空旅行，充分利用自21世紀初以來某些領域指數級速度發展的技術進步。

1. 納米飛行器

納米飛行器是克量級無人航天器，由兩個主要部分組成：

• 星之晶片(StarChip)：摩爾定律使得微電子組件的尺寸大幅減小。這使得克量級晶圓成為了可能，能夠攜帶攝像機、光學推進器、電源、導航和通訊設備，構成一個功能齊全的太空探測器。
• 光帆(Lightsail)：納米技術的進步產生了越來越薄、越來越輕的金屬材料，能夠製造出厚度不超過幾百個原子大小和品質為克量級的米級光帆。

2. 光束器

• 鐳射不斷增強的力量和不斷下降的價格（符合摩爾定律）使得光束技術取得了顯著進步。與此同時，鐳射的相控天線陣（光束器）有可能升級至100吉瓦。

突破攝星計劃旨在把規模經濟應用於天文領域。星之晶片能夠以一台蘋果手機的價格批量生產，並大量用在飛行任務中，來提供冗餘和覆蓋面。該光束器為模組化組裝，並且可以升級。一旦組裝完成，並且技術成熟，每次發射的成本預計將降至幾十萬美元。

上星之路

研究與工程設計階段預計將持續數年。之後，開發前往半人馬座阿爾法星的最終飛行任務所需的預算將與當前较大的一些科學試驗的預算相當，並將涉及：

• 在乾燥環境下於高海拔地帶建造地面千米級光束器
• 每次發射要發電幾千兆瓦時並存儲
• 向高空軌道發射載有數千個納米飛行器的母艦
• 利用即時自我調整光學技術來補償大氣效應
• 將光束聚焦在光帆上，讓單個納米飛行器在幾分鐘內加速至目標速度
• 解釋前往目標途中的星際塵埃碰撞
• 捕捉行星照片以及其它科學資料，並使用飛行器上載有的一個緊湊鐳射通信系統傳回地球
• 利用發射納米飛行器時使用的同一個光束器在四年多以後接收來自飛行器的資料。

這些及其它系統要求都是重大的工程學挑戰，更多詳情可參見www.breakthroughinitiatives.org。不過，所提出的系統設計的關鍵元素均基於已經推出的技術，或是即將在不久將來推出的基於合理假設的技術。

計劃的光推進系統在規模上遠遠超過任何當前在運行的同類系統。計劃在本質上需要全球合作與支援。

發射需要得到所有相關政府與國際組織的批准。

更多機遇

隨著星際航行技術的成熟，很多新機遇將應運而生，包括：

• 對太陽系探索的貢獻。
• 用光束器作為千米級望遠鏡，用於天文觀測。
• 探測遠距離穿越地球軌道的小行星。

半人馬座阿爾法星系中可能存在的星球

天文學家估計，半人馬座阿爾法三星系的宜居帶很有可能存在類地行星。目前正在開發和改進多種地面及太空科學儀器，它們將很快能夠識別和描繪臨近恒星周圍的行星的特徵。

一項單獨的「突破計劃」將為此類計劃的其中一些提供支援。

開放與協作的環境

突破攝星計劃：

• 完全基於公共領域的研究。
• 致力於發佈新結果。
• 完全透明和開放。
• 向所有相關領域的專家及公眾開放，以便通過線上論壇出謀劃策。

查看科學參考及出版物清單以及線上論壇，可登入www.breakthroughinitiatives.org

研究支持

突破攝星計劃將成立一個研究補助金項目，並將提供其它資金，以支援相關的科學與工程研發工作。

「突破計劃」創辦人Yuri Milner表示：「人類故事有了一次重大飛躍。55年前，加加林成為第一個進入太空的人。今天，我們正在準備另一次巨大飛躍，那就是上到星星上。」

霍金說：「地球是個好地方，但它不可能永遠存在。人類遲早要到其它星球去生存。突破攝星計劃是這趟旅程邁出的振奮人心的第一步。」

Pete Worden表示：「我們從東方號、航海家號、阿波羅號及其它重要飛行任務中獲取靈感。是時候開啟星際飛行時代了，但是要實現這一點我們需要腳踏實地。」

突破攝星計劃成員

霍金、Dennis Stanton Avery教授和劍橋大學研究主管徐惠寶(Sally Tsui Wong-Avery)

Yuri Milner：數碼天空科技(DST Global)創始人

朱克伯格：Facebook創辦人兼行政總裁

突破攝星計劃管理層和諮詢委員會

• Pete Worden，突破攝星計劃執行總監；NASA艾姆斯研究中心前總監

加入突破獎基金會(Breakthrough Prize Foundation)之前，Worden博士曾是NASA艾姆斯研究中心總監。他曾擔任亞利桑那大學天文學教授。他是太空與科學問題領域的知名專家，也是促進全球政府與私營領域合作的領導者。Worden博士已經發表或與別人共同發表了150多篇天體物理學和空間科學科技論文。他是NASA三項空間科學任務的科學合作研究者 -- 最近一項任務是2013年發射的太陽觀測衛星-介面區成像光譜儀(Interface Region Imaging Spectrograph)。他因1994年克萊門汀號月球任務(Clementine Mission)榮獲了NASA傑出領導獎章(Outstanding Leadership Medal)。Worden博士被授予2009年聯邦實驗室聯盟「年度實驗室總監獎」(Federal Laboratory Consortium 'Laboratory Director of the Year')並榮獲2010年亞瑟·克拉克創新獎(Arthur C. Clarke Innovator's Award)。

• 洛布，突破攝星計劃諮詢委員會主席；哈佛大學

理論物理學家洛布已經發表了500多篇科學論文以及三本天體物理學和宇宙論著作，主要涉及第一代恒星和黑洞。《時代》雜誌將他列入「25位最具影響力的空間研究學者」的名單。洛布是哈佛大學Frank B. Baird Jr.科學教授，主管哈佛大學天文學部門、理論和運算研究所(Institute for Theory & Computation)以及黑洞計劃。他是美國人文與科學院(American Academy of Arts & Sciences)院士及美國國家科學院物理及天文董事局(Board on Physics and Astronomy of the National Academies)成員。

• Jim Benford，微波科學公司(Microwave Sciences)

Jim Benford是微波科學公司總裁。他開發了高功率微波系統（從概念設計到硬件）。他的興趣包括微波源物理、用於空間推進的電磁能束流、實驗性高強度粒子束和等離子物理。

• Bruce Draine，普林斯頓大學

Draine博士的研究涉及星際物質，尤其是星際塵埃、光離解區域、衝擊波和納米結構物理光學。2004年，他榮獲丹尼·海涅曼天體物理學獎(Dannie Heinemann Prize for Astrophysics)。他是美國國家科學院(National Academy of Sciences)成員。

• Ann Druyan，宇宙工作室(Cosmos Studios)

Ann Druyan是致力於科學通訊美國作家兼製片人。她曾是美國宇航局的旅行者星際資訊(NASA Voyager Interstellar Message)創意總監兼1980年薩根(Carl Sagan，1934-1996)主持的美國公共電視網(PBS)紀錄片《宇宙：個人遊記》(Cosmos)的聯合編劇。她於1981年嫁給卡爾-薩根。她是續篇紀錄片《宇宙：時空之旅》(Cosmos: A Spacetime Odyssey)的聯合製片人兼編劇，她因此榮獲了艾美獎和皮博迪獎。

• 德雷克，普林斯頓高等研究院(Princeton Institute of Advanced Study)

德雷克是美國理論物理學家兼數學家，以量子電動力學、固態物理學、天文學和核能工程方面的研究而知名。他是高等研究院名譽退休教授、羅爾斯頓大學(Ralston College)訪問學者兼《原子科學家公報》(Bulletin of the Atomic Scientists)贊助理事會成員。

• Robert Fugate，Arctelum, LLC，新墨西哥礦業及科技學院(New Mexico Tech)

Fugate博士開展了一項大氣傳播物理（利用鐳射導星自我調整光學進行大氣修正）的研究項目。富蓋特博士的研究項目也包括也包括大孔徑路基望遠鏡的感測器、儀器以及機架控制系統。

• Lou Friedman，行星學會(Planetary Society)，噴氣推進實驗室(JPL)

Lou Friedman是美國航空學工程師、發佈太空新聞的太空專家和知名作家。他曾與薩根及Bruce C. Murray聯合創立了行星學會，目前是名譽退休執行總監。他曾領導JPL的高等項目，包括太陽帆開發以及木星、金星、土星、彗星和小行星探索任務。他曾是維京任務之後火星計劃的領導者。他目前擔任NASA小行星重定向任務(Asteroid Redirect Mission)的顧問。他還領導過小行星重定向任務研究以及凱克太空研究所(Keck Institute for Space Studies)的探索星際物質任務的研究。

• Giancarlo Genta，都靈理工大學(Polytechnic University of Turin)

Giancarlo Genta的職業興趣範圍包括振動、載體設計、磁軸承和轉子動力學。他曾在專業出版物發表或聯合發表過50多篇論文以及21本著作。他的SETI研究承諾也在大量的出版物上發表過。

• Olivier Guyon，亞利桑那大學

Guyon博士設計太空和地基天文儀器，以便輔助太陽系以外的外星行星研究。他是高對比成像技術（日冕儀、自我調整光學系統）領域的專家，這些技術用於直接成像和研究外星行星。

• Mae Jemison，百年星艦(100 Year Starship)

Mae Jemison博士負責領導百年星艦項目。這個涉及多方面科學的全球計劃希望在下個百年內能夠讓人類沖出太陽系，抵達其他遙遠的星球。Jemison曾擔任六年的NASA宇航員，也是全球進入太空的第一位有色人種女性。她致力於通過太空探測進展豐富地球生命，她是醫生、工程師、發明家、環境研究教授、科學素養宣導者、非洲開發工作人員以及兩家科技創業公司的創始人。

• Pete Klupar，突破攝星計劃工程總監；NASA艾姆斯研究中心前總監

Pete對低成本的高科技工作很感興趣，尤其是太空系統。他已經設計和發起了50多項太空船任務。他十分熱愛自己從事的行業，幫助一家太空船創業公司從4名員工發展到500多名員工。他曾在波音和美國蘿拉空間系統公司(Space Systems Loral)等大公司工作過。他還參與政府的太空與航空項目，最近擔任NASA艾姆斯研究中心工程總監。他還促進了高科技任務的成本所見，實現多個更快、更好、更便宜、更具運作響應性的太空任務。

• Geoff Landis，SA Glenn研究中心

Geoff Landis是一位美國科學家，致力於研究行星探索、星際推進和先進的航太任務技術。Landis擁有九項專利，其中主要涉及太陽能光伏元件和光伏器件的改進，並就星際旅行和在月球、火星和金星上建造基地發表了論述和評論。他是NASA先進理念研究所(NASA Institute for Advanced Concepts)的成員。

• Kelvin Long，《英國星際學會誌》(Journal of the British Interplanetary Society)

Kelvin Long是一位物理學家、作家和星際研究計劃的執行主管。他擁有約15年的航空航太行業工作經驗，專門研究星際飛行主題，尤其專注於先進的推進概念。

• Philip Lubin，聖巴巴拉市加州大學

Philip Lubin是聖巴巴拉市加州大學物理學專業教授，其研究興趣涉及試驗宇宙、宇宙背景輻射（光譜、各向異性和極化）、衛星、早期宇宙的氣球和地基研究、探測的基本範圍、定向能量系統以及紅外線和遠紅外線天體物理學。

• Zac Manchester，哈佛大學

Zac Manchester是一名研究人員和航空工程師，在動力學和控制領域擁有廣泛的興趣，熱衷於讓宇宙飛行變得更易實現。他對利用嵌入式電子和運算法的進步打造尺寸更小且更加智慧和靈活的航天器尤為感興趣。他於2011年創立了航天器發射KickSat項目，並且對無人機和幾次小型太空船任務進行了研究。

• Greg Matloff，紐約城市技術學院(New York City College of Technology)

Greg Matloff是紐約城市技術學院的一名榮譽教授，是外太空推進領域的專家。Matloff還是英國星際學會(British Interplanetary Society)的成員、美國自然歷史博物館的海頓天文館研究員和國際宇航科學院(International Academy of Astronautics)的通訊院士。NASA已將他在太陽能技術領域的開創性研究用於其太陽系外行星探測計劃，以及讓對地球有威脅的小行星轉向的技術計劃中。他還是義大利錫耶納大學的客座教授。

• Claire Max，加州大學聖克魯斯分校(University of California, Santa Cruz)

她是加州大學聖克魯斯分校天文學與天體物理學教授兼加州大學天文臺主任。Max以其對鐳射引導星自我調整光學所做出的貢獻而聞名，該技術用於減少透過湍流大氣拍攝的圖片的光學畸變。這項工作開始於JASON集團，1983年她作為首個女性成員加入。與JASON的同事一起，她開創了使用調到鈉原子所發射黃光的人工鐳射引導星校正天文圖像的創意。除了繼續在自我調整光學中心(Center for Adaptive Optics)開發這項技術之外，她現在還在全球较大的光學望遠鏡使用自我調整光學，以研究相撞的富含氣體星系核心的超大品質黑洞的未來。她是美國國家科學院(National Academy of Sciences)和美國藝術與科學院(American Academy of Arts and Sciences)會員，同時也是美國天文學會(American Astronomical Society)的儀器儀錶的韋伯獎(Weber Prize in Instrumentation)、普林斯頓大學(Princeton University)的詹姆斯·麥迪森獎(James Madison Medal)以及能源部(Department of Energy)的EO勞倫斯(E. O. Lawrence)獎得主。

• 信行賀屋(Kaya Nobuyuki)，神戶大學

信行賀屋是日本神戶大學工程研究院的副院長。信行賀屋多次進行了航太與地面演示。他與一支來自日本和歐洲航天局(European Space Agency)的國際團隊使用一支日本宇宙科學研究所(ISAS)探空火箭以及三個子衛星（部署了大型網路）成功測試了太陽能發電衛星(SPS)的微波束控制，這就是著名的「Furoshiki」（風呂敷）實驗。他還在證明關鍵的太陽能無線傳輸是太空發電廠(Orbital Power Plant)的一部分的努力中發揮了核心作用。

• Kevin Parkin，Parkin Research

Kevin Parkin博士是一名在英國出生的科學家，他因發明微波熱火箭(Microwave Thermal Rocket)而聞名。2005年，他獲得了俄羅斯宇宙航行聯合會授予的柯洛廖夫(Korolev)勳章。2007年，Parkin博士在NASA艾姆斯研究中心成立了任務設計中心(Mission Design Center)，並開發了軟件架構，之前開發的ICEMaker軟件被NASA噴氣推進實驗室(NASA Jet Propulsion Laboratory)的X團隊以及其它一些組織用於航天器設計。2012年至2014年，他擔任打造並發射首個毫米波熱火箭項目的首席研究員與首席工程師。

• Mason Peck，康奈爾大學(Cornell University)

Peck的學術研究專注於低成本航太任務的技術開發，特別是推進、導航與控制領域。他之前曾是NASA首席技術專家。他也在美國航空業辛苦工作20餘年，在波音和霍尼韋爾(Honeywell)就任過一些工程職位，還擔任過航太技術顧問。派克發表了一些有關微型航天器、新一代推進技術、低功率航太機器人以及航太動力學的文章。他還是三本有關行星探索和航天器機構的書籍的聯合作者。

• 索爾‧普密特(Saul Perlmutter)，諾貝爾獎(Nobel Prize)得主、突破獎(Breakthrough Prize)得主、加州大學伯克利分校(UC Berkeley)和勞倫斯伯克利國家實驗室(Lawrence Berkeley National Laboratory)

索爾‧普密特是勞倫斯伯克利國家實驗室的美國天體物理學家以及加州大學伯克利分校的物理學教授。他是美國藝術與科學院會員、美國科學促進會(American Association for the Advancement of Science)的研究員以及美國國家科學院會員。普密特與布萊.施米茲(Brian P. Schmidt)和亞當.利斯(Adam Riess)共同獲得了2006年邵逸夫天文學獎(Shaw Prize in Astronomy)、2011年諾貝爾物理學獎(Nobel Prize in Physics)以及2015年基礎物理學突破獎(Breakthrough Prize in Fundamental Physics)（因證明宇宙正在加快膨脹）。

• 里斯(Martin Rees)，英國皇家天文學家

里斯勳爵是英國宇宙學家和天體物理學家。他從1995年開始成為英國皇家天文學家，在2004至2012年間擔任劍橋大學三一學院(Trinity College, Cambridge)院長，並在2005至2010年間任英國皇家學會(Royal Society)會長。除了拓展科學興趣之外，里斯還就21世紀面臨的問題與挑戰以及科學、倫理與政治之間的聯繫廣泛發表文章和演講。他是普林斯頓高等研究所(Institute for Advanced Study)董事局、IPPR、牛津大學馬丁學院(Oxford Martin School)、以及蓋茲劍橋信託基金(Gates Cambridge Trust)成員。他聯合創立了生存風險研究中心(Centre for the Study of Existential Risk)並在生命未來研究所(the Future of Life Institute)科學諮詢委員會任職。里斯勳爵研究了伽瑪暴以及第一顆星星形成時宇宙的黑暗時代如何結束等課題。里斯勳爵著作了一些面向公眾的天體科學書籍，並且發表了多次公開演講和廣播。

• Roald Sagdeev，馬里蘭大學

Roald Sagdeev是馬里蘭大學(University of Maryland)傑出榮譽教授。他於1966年在莫斯科國立大學(Moscow State University)獲博士學位。之前，他曾擔任總部位於莫斯科的俄羅斯太空探索項目研究中心 -- 太空研究所(Space Research Institute)所長15年，目前他擔任名譽所長。開始蘇聯太空探索項目相關工作之前，他在核科學領域擁有傑出的工作表現，他在熱等離子體和受控熱核聚變的工作獲得了國際認可。他是美國國家科學院(National Academy of Sciences)、瑞典皇家學院(Royal Swedish Academy)、Max Planck協會(Max Planck Society)和國際航空學院(International Academy of Aeronautics)的成員。

• Ed Turner，普林斯頓大學，日本國家天文臺

Ed Turner是普林斯頓大學(Princeton University)天體物理學教授。特納在天體物理學理論和觀測方面進行了廣泛研究，並發表了200多篇研究論文，研究課題包括雙重星系、星系群、大型結構、暗物質、類星體數量、引力透鏡、宇宙X射線背景、宇宙學常數、行星和天體生物學，通常在所有這些領域中以統計學分析作為研究重點。他最近在普林斯頓的教學活動包括宇宙學、天體生物學和科學的傳媒報導等課程，他從1992年起一直是普林斯頓大學統計研究委員會成員。

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消息來源: Breakthrough Initiatives