摘要：今年年初，一家名为“太空倡议（Space Initiatives Inc.）”的美国初创公司向NASA提交了一份探索比邻星的提案。该提案设想通过光帆驱动的方式向比邻星发射上千颗微型探测器，他们称该方案为“蜂拥比邻星”。九月份（2024年），在NASA举行的创新

1、向比邻星发射探测器

今年年初，一家名为“太空倡议（Space Initiatives Inc.）”的美国初创公司向NASA提交了一份探索比邻星的提案。该提案设想通过光帆驱动的方式向比邻星发射上千颗微型探测器，他们称该方案为“蜂拥比邻星”。九月份（2024年），在NASA举行的创新研讨会上，研究人员向人们阐述了该方案的具体细节以及展示相关动画。

比邻星相信大家都很熟悉，它是距离太阳系最近的一颗恒星，离我们只有4.2光年。出了奥尔特云，再走上大概一半的路程差不多就到了。比邻星所在的系统并不是单恒星系统，它所在的南门二（半人马座α）是个由三颗恒星组成的三合星系统，也是《三体》里三体人老家的原型。不过现实中，南门二那三颗恒星的运动并不是没有规律，相反，它们有着特殊的运动关系：其中比邻星相对比较独立，另外两颗恒星距离它非常远，甚至它们更像是一个双星系统。

作为距离我们最近的系外恒星，比邻星周围是否存在行星呢？答案是不仅存在，而且已发现的就有三颗；而且不仅有三颗，其中两颗还是岩质行星；而且不仅是岩质行星，这两颗甚至还在宜居带内。不过由于比邻星是一颗红矮星，它的宜居带距离恒星很近，这里的行星很容易被恒星潮汐锁定，加上红矮星的“脾气”本就暴躁，超强耀斑什么的说来就来，所以对于行星来说，即使它们位于红矮星的宜居带内那也不见得能有多宜居。

但是毕竟它们是离我们最近的系外行星，尤其是这个比邻星b，它还是一颗与地球质量相当的类地行星，因此人们对它依然抱有无限遐想。所以不少人就想：这么近就别老是用望远镜看了，直接发个探测器过去实地打探一番岂不更好。

然而我们知道，比邻星虽然相对来说离我们很近，但是4.2光年对今天的人类来说依旧是个难以企及的距离。要知道，截至目前人类飞得最远的探测器——旅行者1号，从1977年发射到现在已经飞了将近半个世纪，这才只走了0.0025光年。照这个速度，到达比邻星至少也得8万多年。所以呢，要想真正实现星际航行，那必须得有更先进的驱动方式才行，比如光帆技术。

相较于反物质引擎、曲速引擎这些过于科幻的东西，光帆算是非常贴近现实的一项技术。早在上世纪20年代，前苏联科学家就已经有借助太阳光的光压推动航天器的设想，该技术被称为“太阳帆（Solar sail）”。近些年，一些国家在这方面的研究虽说仍然面临诸多挑战，但同时也取得了一些进展。

还记得之前介绍过的寻找外星生命的“突破倡议”计划吗？它下面的“突破摄星”就是一项针对该方向的研究计划，该计划的一个前期“小目标”就是要通过光帆技术把微型探测器发射到比邻星。

为什么是微型探测器呢？因为光子能够产生的推力极其微小，要让它起作用，现阶段一方面需要增加能量（比如使用高功率的激光以及增大帆的面积），而另一方面要尽可能地减小设备的重量（比如限制在几十克）。既要大、又要轻，可见材料问题是首先需要攻克的一大难关。

当有了合适的材料制作探测器后，接下来研究人员计划使用一种高功率的激光阵列对其进行加速。

如此一来，在持续推进的累积效应下，这样的“克”级探测器理论上最终能达到光速的20%。这意味着，人类的探测器将有望在100年内抵达比邻星。

不过这样的“克”级探测器实在太小，能力大大受限，就算去了也干不了啥大事。万一路上再出点什么意外，几十年的心血一下就都打水漂了，所以……为啥不多发射点呢？

这次向NASA提交的设想中，研究人员就计划一次发射数百个探测器，然后最终打造一个由上千个探测器构成的集群。这样一来能做的事就多了，首先在前往比邻星的途中，探测器就可以提前开始工作。比如之前对太阳系周围的星际云了解得很有限，现在就可以实地地看一看，这也将是人类首次以太阳系外的视角观察我们的宇宙。

当探测器抵达比邻星后，借助上百台探测器组成的虚拟望远镜阵列，我们可以开展高分辨率的观测。无论是恒星、行星还是没被发现的卫星，甚至是那里的小行星，我们都可以对其进行直接成像。

听起来是不是很激动人心？不过遗憾的是，该项目今年未能获得NASA（NIAC）的第二阶段资助，该方案目前在很大程度上仍然处于概念阶段。

不过即便如此，“蜂拥比邻星”仍然是个值得研究和进一步开发的想法，和其他光帆项目一样，它们为我们展示了未来几十年人类星际任务可能的样子。

2、巴纳德星确认存在岩质行星

虽然比邻星以 4.2 光年的距离成为距离太阳系最近的恒星，但是它所在的南门二是一个三合星系统。那么，离太阳系最近的像太阳这样的单恒星是哪一颗呢？答案是距离我们 6 光年的巴纳德星（Barnard's star）。但是和太阳不同的是，巴纳德星是一颗红矮星，只有0.16倍太阳质量，表面温度三千来度，大概只有太阳的一半。

虽然巴纳德星个子不大，但它相比太阳要年长得多，甚至于和太阳都不是一个辈分的。太阳目前46亿岁，正值中年，而巴纳德星已经是个80多亿岁的耄耋老人了。不过对于拥有万亿年寿命的红矮星家族来说，即使你已经上百亿岁那也依然很年轻，所以巴纳德星在其家族中充其量也只是个不满周岁的婴儿。

但是辈分这东西就和年龄没啥关系了，说它和太阳不一个辈分主要是因为它是颗贫金属星，也就是体内缺乏除氢氦以外的其他元素。这意味着巴纳德星可能是宇宙中形成的第二批恒星，也叫“第二星族星”。像太阳这种金属含量较多的，通常认为是第三代恒星，也叫“第一星族星”。作为第二星族星的巴纳德星，缺乏金属元素意味着它的周围可能很难有类地的岩质行星存在。然而前些年有研究发现，巴纳德星的金属丰度可能比预想的要高，甚至接近太阳水平，这使得天文学家对它又重拾兴趣。

2024年10月，一篇发表于《天文学与天体物理学》杂志的文章中，研究人员基于为期4年的观测数据，首次确认了巴纳德星周围确实存在行星，而且大概率还是一颗岩质行星。

该行星被称为“巴纳德星b”，质量仅有地球的1/3，大该相当于3个火星。该行星的公转周期只有3.15天，借此推算它距离恒星仅有0.023个天文单位，已经比宜居带还要靠近恒星。因此，即使巴纳德星的表面温度只有三千来度，但这颗行星的平衡温度也已高达120℃。再考虑到红矮星那暴脾气，这颗行星想有生命估计是没戏。

不过好消息是，除了巴纳德星b，研究团队在巴纳德星周围还发现了另外三颗潜在行星。虽然目前没有最终确认，但这三颗行星同样都是低质量行星，因此是岩质行星的概率非常大。不过坏消息是，这三颗行星的公转周期也都只有几天，大概率它们和巴纳德星b一样也位于宜居带的内侧。

但是不管怎样，在巴纳德星以及比邻星周围发现岩质行星，仍然是个好消息。因为它意味着，即使在我们邻近的宇宙中，类似地球的岩质行星或许并不稀缺。

[1] Nikolaos Perakis, Lukas E. Schrenk. et al. Project Dragonfly: A feasibility study of interstellar travel using laser-powered light sail propulsion. Acta Astronautica. 129:316-324. (2016).

[2] Gong, S., Macdonald, M. Review on solar sail technology. Astrodyn 3, 93–125 (2019).

[3] Pengyuan ZHAO, Chenchen WU, Yangmin LI. Design and application of solar sailing: A review on key technologies. Chinese Journal of Aeronautics. 36(5):125-144. (2023).

[4] J. I. González Hernández, A. Suárez Mascareño. et al. A sub-Earth-mass planet orbiting Barnard’s star. A&A, 690, A79 (2024)

来源：Linvo说宇宙