新型光帆制造成本相比传统方案降低了9000倍推动星际探索发展

你是否曾仰望星空，幻想有一天能够像科幻电影里那样，驾驶宇宙飞船穿梭于星辰之间？或许你听说过“旅行者1号”，这艘人类有史以来飞得最远的探测器，自1977年发射至今，也仅仅走完了到达距离我们太阳系最近的恒星系——半人马座阿尔法星5%的路程。按照目前的推进技术，即使想到达那里，也需要上万年的时间，这对于我们短暂的人生来说，简直是遥不可及。

然而，一群富有远见的科学家和工程师并没有放弃。2016年，一个名为“突破摄星”（Breakthrough Starshot）的宏伟计划诞生了。他们希望借助纳米科技的进步和高功率激光器的发展，打造出一种超乎想象的星际旅行方式——光帆推进。

未来不再是笨重的化学火箭，而是一张轻盈如羽毛的“帆”，在地球强大的激光束推动下，像风筝一样在太空中加速飞驰。这便是“星尘”计划的核心理念：利用地面强大激光阵列，发射成千上万个克级的微型探测器，搭载着相机、传感器等精密仪器，以 五分之一光速 的惊人速度，在 20年内 抵达半人马座阿尔法星。

这听起来是不是像天方夜谭？但“星尘”计划并非空中楼阁，它建立在坚实的科学基础上，并致力于突破一系列技术瓶颈，其中，光帆 的研发无疑是最具挑战性的环节之一。

光帆：轻如鸿毛，却要肩负星际航行的重任

要实现光帆推进，光帆本身必须具备一些 极端 的特性：

• 超轻质量： 为了实现高速加速，光帆及其搭载的微型探测器芯片的总质量必须控制在 克级，甚至更低。
• 超大面积： 为了有效捕捉激光束的能量，光帆需要具备 米级 的尺寸，展开后就像一面巨大的镜子。
• 超薄厚度： 为了减轻重量，光帆的厚度必须达到 纳米级，比头发丝还要细上万倍。
• 超高反射率： 光帆必须尽可能高效地反射激光，减少能量损耗，并避免因吸收激光能量而过热损坏。
• 超强耐受性： 在承受强大激光束照射的同时，光帆还要经受住太空环境的严酷考验，包括极端的温度变化和宇宙射线的辐射。
• 低成本、可量产： 为了提高任务成功率，“星尘”计划需要发射大量的光帆，因此，光帆的制造成本必须足够低廉，且能够大规模生产。

这些苛刻的要求，让传统材料和工艺都显得力不从心。