天文望遠鏡目前能看到135億光年外的星系，并且這個紀錄可能在不久后還會被刷新。
除此之外，我們還發(fā)現(xiàn)了宇宙中許多奇特的天體，它們有著人類難以理解的特性，還有的天體和地球非常相像，生態(tài)環(huán)境十分宜居，如果以后地球不再適合人類生存，我們似乎不用擔心該去往何處的問題。
但以上所有的探測活動，也只能基于望遠鏡來查看，換到能夠實地勘察的探測器，我們甚至連太陽系都走不出去，比如目前行程最遠的探測器是旅行者一號，它和地球的距離已經(jīng)達到了235億公里。
但太陽系的直徑大約為2光年，按照這樣的速度，旅行者一號還要17571年才能飛出太陽系。
如果不能在探測器的速度上取得巨大突破，人類將難以開展對宇宙的深空探測，未來的星際航行更是天方夜譚，即便我們有上萬年的時間等待探測器到達目的地，探測器也會半路耗盡能源然后和地球失聯(lián)。
人類不可能永遠活動在太陽系，向更廣闊的宇宙進發(fā)是未來的大勢所趨，因此提升探測器的速度就成了當務之急，只有這樣才能最大限度的節(jié)省時間和能源，隨著科技的發(fā)展，科學家逐漸意識到，太空中就有源源不斷的能量。
早在四百多年前，天文學家開普勒就曾設想過光能的利用，他發(fā)現(xiàn)彗星流浪在太陽周圍時，彗尾始終是背向的太陽的，開普勒推測可能是太陽發(fā)出了某種能量，讓彗星能源源不斷的獲得動力。
假如人類也能利用這種動力，星際航行豈不是會簡單許多？
雖然我們現(xiàn)在知道彗星的飛行和太陽神秘的動力沒有什么關聯(lián)，但科學家確實發(fā)現(xiàn)了太陽的確存在一種能量，或許能幫助我們在太空中航行。
這種來自太陽的能量叫做光壓，1784年時歐拉就提出了這個想法，不過直到1901年才由俄國物理學家列別捷夫首次測量出來，太陽會發(fā)光，這些光實際上由一個個光子組成，雖然它們的質(zhì)量很小，但照射到物體時仍然會有推動力，會對物體表面產(chǎn)生光壓。
我們在曬太陽時，也在不停的承受光壓。只不過人體面積比較小，一個成年人承受的光壓僅有1毫克左右，考慮到空氣阻力和其他因素，這點光壓完全可以忽略不計，但如果有足夠大的面積承載光壓，并將它放到?jīng)]有干擾的真空下，此時的推力可能就會大大增加。
基于以上原理，美國于2016年啟動了“突破攝星”計劃，該計劃由著名物理學家霍金和其他幾個科學家發(fā)起，并獲得了美國宇航局的支持和贊助。
研究團隊設想了一種質(zhì)量僅為10克的宇宙飛船，大約只有指甲蓋那么大，在飛船內(nèi)部可以集成配置許多微小但高效的儀器，比如高分辨率相機和自動導航以及通訊設施，飛船的最大亮點在于外部的光帆，它用特殊的材料制成，厚度僅為幾百個原子直徑的大小。
飛船通過光帆承載光壓來獲得能量，當光帆完全展開時看上去就像船帆一樣，只要受到光線照射就能獲得能量持續(xù)加速，理論上來說幾分鐘左右就能加速到每秒數(shù)萬公里，最終穩(wěn)定在20%的光速。
按照這樣的速度，只需要20年就能到達比鄰星。
不過該計劃前期所需資金達到了50多億美元，而當時僅籌集了1億美元，加上技術在實踐方面尚處于起步階段，最后隨著霍金的去世該計劃就暫停了。
這樣的飛船在實踐中還會有許多困難，比如有障礙物該如何規(guī)避？
光線在傳播過程中的能量損耗也是巨大的，如何才能減少損耗？
以及當飛船處于深空沒有光線的盲區(qū)時怎么和地球聯(lián)絡等等，其中任何一個問題都是目前難以解決的。
而NASA近日重啟了該項目，他們計劃研發(fā)一種衍射太陽帆，衍射太陽帆中會嵌入更加微小的光柵結構用以改變光線入射角度，從而改變光壓最終的動力方向，來解決行進過程中規(guī)避障礙物的問題。目前在該研究上已經(jīng)投入了200萬美元。
除了美國之外，我國和日本等多個國家也在同時開展相關研究，日本于2010年發(fā)射了耗資3500萬英鎊的伊卡洛斯號，它的光帆展開后直徑為14米，厚度僅為7.5微米，相當于頭發(fā)絲的十分之一。
總的來看，目前所有太陽光帆的研究都還尚處于起步階段，未來要解決的困難還有許多。不過只要腳踏實地的向前走，離目標就會慢慢近一些。
