@ 2017.07.03 , 17:01

利用太阳引力接收来自半人马阿尔法座的视频信号

利用太阳引力接收来自半人马阿尔法座的视频信号
credit: 123RF

你需要跨越深空发送信息吗?那就用太阳来增强信号吧。一个新的提议指出,太阳的引力能用于增强来自深空探测器的信号,允许我们从远至半人马阿尔法座的深空传回视频流。锦上添花的是,实现该想法所需的科技已经存在了。

虽然现存的探测器还没有远到能利用这一技术,它最终将能协助我们进行深空通信。现在建设这样的通信网络可以带来在未来同我们的--或是外星人的--宇宙飞船通信的可能性。

独立天文物理学家 Michael Hippke 发现,如果我们要接收位于半人马阿尔法座--距离我们最近的恒星系--的探测器发送的功率为一瓦特的信号,在地面上的接收设备的直径需要有53公里之长,面积比纽约市还要大。

在他的研究中,Hippke 提议使用一个直径约一米的望远镜来中转信号。它需要被放置在距离太阳约 900 亿千米的位置,因为在该距离可以最好地利用引力透镜效应来放大信号。

引力透镜效应曾被爱因斯坦预言,并于 1919 年首次被观察到。在光经过像太阳一样的质量巨大的物体时,引力作用会把它汇聚到一点。

与半人马阿尔法座通信

在为任何深空任务建造信号接收设备时,这样的信号增强技术都将起到至关重要的作用。离开了它,我们将不得不在地表建造巨大的天文望远镜,并向深空发送大到足以装下强劲能源的探测器。

利用引力透镜效应,少量的能量就足以将信息传输回我们的太阳系。“在最近的恒星系周围,一支激光笔就足以胜任。” Hippke 如是说。信息传输的速率将快到可以发送图片和视频,虽然目前接收来自半人马阿尔法座的任何数据流都有着四年的延迟。

最新的向半人马阿尔法座发送探测器的计划是“突破摄星”计划,它将发送一群由光帆驱动、每个仅重几克的迷你飞船。光帆,驱动飞船的激光,以及飞船使用的电子设备都需要数年的开发。

拿来直接用

Hippke 的设计并非如此,它只用到了已经发展成熟的科技。但是,这并不代表它将是小菜一碟。他提议的望远镜将比旅行者一号--人类发射得最远的探测器--目前的位置还要远四倍。

要是望远镜与太阳的距离比 900 亿千米少上哪怕一点,那么任何信号增强效应都将消失,因为太阳会把信号挡住。

Slava Turyshev,一位来自 NASA 喷气推进实验室的物理学家,评论说 Hippke 的计划是“困难但并非不可能”的。收信的望远镜甚至不需要保持静止,因为它这样仍能接收到来自远至距太阳 3000 亿千米处的信号。

Turyshev 说如果利用太阳进行引力弹弓弹射的话,在 25 到 30 年内或许可以把一个望远镜发射到距太阳 900 亿千米处。

即使面对如此雄心壮志的计划所包含的种种挑战,Hippke 表示人类发射过比他提议的望远镜大得多的太空望远镜。“这比建造哈勃太空望远镜容易多了。”他说。

论文地址:arxiv.org/abs/1706.05570

本文译自 New Scientist,由译者 Zeno 基于创作共用协议(BY-NC)发布。

# 这篇跟前一篇说的其实是同一件事,大家可以对比看看。


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