NASA正在開發一種奈米太空船速度可達光速的1/5!

在四月,一個包含史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)在內的科學家團隊,宣布了一個令人難以置信的新項目,利用鐳射將只有一張郵票大小的奈米太空船推進到距離我們最近的半人馬座阿爾法恆星系統(Alpha Centauri)。

如果他們能夠讓這樣小的「星片」(StarChip)奈米太空船以20%的光速行駛,它就能夠在短短20年間到達,但是如何將這樣一個微小、易受攻擊的太空船在宇宙中的惡勢環境裡存活20年?

NASA和韓國科學技術研究院的研究人員說,霍金的突破射星(Breakthrough Starshot)計畫的問題是輻射。

就像它對太空人的身體有壞處一樣,空間中的高能輻射也會在奈米太空船的晶片中的二氧化矽層中造成嚴重缺陷,這意味著在完成這20年航行之前,這些零件將會失去作用。

那麼解決方案是什麼?正如團隊指出的,你可以選擇一條通過空間的路徑來減少太空船暴露在宇宙輻射下,從而解決輻射問題。

但這可能會嚴重的增加任務的時間,甚至極少量的輻射仍會對一些微小的太空船造成嚴重的損害。

另一個選擇可能是增加電子保護,以減少宇宙射線再次造成的損害,通過增加太空船的體積和重量,你的任務速度會變慢,因為一個較大的太空船無法以奈米太空船的速度行駛

但是還有第三種方法,我們可以讓全部項目正常運作,我們可以設計一個奈米太空船,能夠在到達半人馬座阿爾法星途中自動修復這些輻射損害。

NASA研究員Jin-Woo Han在IEEE綜覽(IEEE Spectrum)上告訴Richard Stevenson說:「復原晶片已經流傳了許多年。」

韓國科學技術研究院的研究人員開發的「閘極環繞式」奈米電晶體,該團隊表示,它將可能可以使用電流加熱奈米太空船的晶片,有效地修復因暴露於輻射而造成的任何損壞。

這個想法是,將太空船中的晶片在航行期間每隔幾年就斷電,此時電晶體加熱可以修補任何因為輻射導致的缺陷。

一旦經便充分癒合,晶片就能夠再次通電。

研究人員在實驗室測試的奈米電晶體中,他們說加熱過程使快閃記憶體可以恢復大約10,000次,而DRAM內存高達1兆次。

雖然這只是在太空船應用程序上的一個假設性的解決方案,研究還沒有被其他科學家同行評審,該團隊說,這項技術將使漫長的星際空間航行任務,例如突破射星任務在技術上變成可行的。

當然,確保電子設備保持功能只是難題之一。

如果要讓一個奈米太空船能夠到達半人馬座阿爾法星,它受到的生存威脅不只是輻射,還有其他像是氣體和塵埃在宇宙間碰撞漂浮。

今年早些時候,突破射星的科學團隊開始了一系列實驗,以評估這些風險,並發現特別是灰塵的影響可能將是災難性的,這意味著至少必須在太空船上添加某種程度的遮罩保護。

在這個驚人的使命成為現實之前,科學上還有很多研究要做,像是奈米太空船本身,仍然是有很長的路要走。

但是這對我們來說很好,因為我們迫不及待地想看看這個瘋狂的星際航行的下一步發展。

研究在本週的舊金山的國際電子設備會議上提出。

來源:Sciencealert

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