一束聚焦的粒子和光子可能推动我们到半人马座比邻星

前往半人马座比邻星b需要许多新技术，但有越来越令人兴奋的理由。公共和私人努力已经开始认真寻找实现这一目标的方法，但到目前为止，旅程中存在一个重大障碍——推进力。

为了解决这个问题，密歇根大学的教授Christopher Limbach正在研究一种利用粒子束和激光克服技术最大弱点的新型束流推进方法。

首先让我们看看为什么传统的推进系统无法将太空飞船送到Proxima b。传统火箭是行不通的，因为它们的燃料太重，燃烧速度过快，无法使探测器以足够的速度接近Proxima b。传统太阳帆也行不通，因为一旦它们离太阳足够远，就只能对它们施加最小的推力。

其他非传统的解决方案可能有效，如核推进或离子推进。然而，它们都受制于火箭方程的限制——由于它们必须携带燃料，为了达到更快的速度，它们必须携带更多的质量，从而消除了其中大部分的好处。

这就留下了束流推进——在太空中创建一个巨大的束流，继续推动着带有收集器的飞船，这个推动力可以持续作用于飞船前往目的地的整个过程。通常，在这些系统中使用两种类型的束流——粒子束和光束。然而，每种都有一个弱点——衍射。

光束和粒子束都倾向于在长距离上扩散，使它们在聚焦在可能相距数光年的单个小物体上时效果大打折扣。即使是激光，如果被允许指向遥远的地方，最终也会散射成无用的光。然而，这方面已经有了解决办法。

最近，光学研究已经开发出一种结合粒子和激光束的方法，几乎消除了同时使用时的衍射和束流扩散。这将允许束流推进系统继续将其束流集中在恰当的位置，而不会在探测器逐渐远离时失去推力。

利姆巴赫博士利用这项基础技术开发了他所称的PROCSIMA，这是一种利用连贯的粒子和激光束流推进系统的新型推进方法。

利姆巴赫博士和他的合作者肯·哈拉博士的计算表明，在理论上，制造一个能够持续有效到达Proxima b的连贯束流，并且仅在大约10米处发生衍射是可能的。

根据他们的计算，像Breakthrough Initiatives项目正在研究的那样5g的探测器可能被推动到光速的10%，使其在43年内到达Proxima b。

另外，他们还计算出一个约1kg的更大的探测器可能在大约57年内到达该系统。即使这个探测器将以相当于光速的显著分数飞过Proxima Centauri系统，这也将允许进行更加令人兴奋的有效载荷。

还有一些工作要做，包括开发诸如冷原子粒子源和改善束流系统功能等方面的工作。

然而，到目前为止，该项目尚未得到其他资助，尽管利姆巴赫博士在密歇根大学的实验室继续致力于类似的想法，如纳牛顿推进系统。关于通过星际射线最终将探测器送到另一颗恒星的方法仍在继续发展，而且看起来，不管好坏，束流推进都是我们到达那里的方式。