第一个航班

这就是“星晶片大小”的旅程。

加州大学圣巴巴拉分校(UC Santa Barbara)的学生们通过气球发射了一艘微型宇宙飞船原型，这艘飞船最终可能成为“晶片飞船”。

因此，由美国国家航空航天局和几个私人基金会资助的旅程开始了，这可能有一天会导致星际旅行。

加州大学圣塔芭芭拉分校物理学教授、实验宇宙学家菲利普·卢宾说:“这是为未来构建过程的一部分，在此过程中，你要测试系统的每一部分来完善它。”“这是一项长期计划的一部分，该计划旨在为星际飞行开发微型宇宙飞船，并最终实现星际飞行。”

该原型晶片规模的航天器(WSS)是足够小，以适应一只手的手掌。它被发射到宾夕法尼亚州上空的平流层，高度为105,000英尺(32公里)，是商用飞机的三倍，用来测量它的功能和性能。

这次发射是2019年4月12日在安纳波利斯与美国海军学院合作进行的。58年前的今天，俄罗斯宇航员和飞行员尤里·加加林成为完成轨道太空飞行的第一人。

“这是设计有很多的功能更大的航天器,如成像、数据传输,包括激光通信、决心和态度磁场感应,“Nic Rupert表示开发工程师卢宾的实验室。”由于微电子技术的快速发展我们可以缩小的宇宙飞船到一个小得多的格式比已经做过专门的应用,如我们的。”

飞船原型完美无缺地工作，收集了4000多张地球图像，鲁伯特说，这是“一次出色的首次飞行，它将从这里戏剧性地发展。”

正如这款设备的名字所暗示的那样，该项目的目标是构建一个内置电子元件的超轻(克级)硅片，能够在发射到太空的同时将数据传回地球。对于研究人员想要达到的距离——大约25万亿英里，或40万亿公里，以光速的相当一部分巡航——所需的技术是令人畏惧的。

卢宾说:“普通的化学推进，比如近50年前把我们带到月球上的那种推进，需要近10万年的时间才能到达最近的恒星系统——半人马座阿尔法星。”即使是像离子发动机这样的先进推进装置也需要数千年的时间。只有一种已知的技术能够在人的一生中到达附近的恒星，那就是利用光本身作为推进系统。”

这种技术被称为定向能量推进，需要建造一个非常大的激光器阵列来充当推进装置。该系统不随航天器飞行;它仍然在地球上。

鲁伯特说:“如果你有一个足够大的激光阵列，你实际上可以用激光帆推动晶圆，使其达到我们的目标，即达到光速的20%。”“那么大约20年后，你就会来到半人马座阿尔法星。”

作为美国宇航局资助的“星光计划”的一部分，这项计划还得到了“突破基金会”的支持。加州大学圣巴巴拉分校在2009年启动了这个项目，NASA的太空拨款项目提供了少量资金，并在2015年通过NASA的先进概念获得了额外的资金。

加州大学圣巴巴拉分校的团队随后在2016年联系了亿万富翁、科技投资者尤里•米尔纳(Yuri Milner)的突破性基金会，分享了这项技术的意义。同年4月，该基金会宣布将出资1亿美元支持该项目。

其目的是为了回答人类存在的最大问题之一:我们在宇宙中是孤独的吗?根据研究人员的说法，找到答案的一种方法是通过向附近的恒星系统发射大量这样的微型航天器来访问附近的系外行星。这些芯片将包含纳米级相机、导航设备、通信技术和其他系统，用于搜索太阳系以外的太阳系外行星，寻找生命存在的证据。

加州大学圣巴巴拉分校项目的另一个方面是将生命从地球送入太空。研究人员想要通过抗辐射、低温睡眠、空间耐寒的小动物——特别是缓步动物和线虫——来测试远距离运输生命的想法。

但首先，技术必须存在。科学家们说，由于光子学和硅电子技术的进步，最终产品的种子已经播下。他们希望，通过不断尝试将这些不断进化的硬件发送到越来越远的大气层，并逐渐进入外层空间和更远的地方，最终能够达成协议。

“建造这些东西的目的是要知道我们想在下一个版本，下一个芯片中包含什么，”电子和计算机工程系的研究生戴维·麦克卡蒂(David Mc Carthy)说。“你从现成的组件开始，因为你可以快速而廉价地迭代。在这个阶段，他说，这个想法是为了看看硬件在越来越苛刻的条件下工作得如何，包括冰冷的温度，长时间暴露在宇宙射线等辐射下，以及地球和恒星(星际介质)之间的粒子碰撞，以及太空的硬真空。

势头正在形成。一个由物理学、工程学、化学和生物学的学生组成的跨学科本科生小组正在进行气球飞行，以收集数据，这些数据可能最终会为未来版本的晶圆飞行器的发展提供信息。研究人员说，随着技术变得越来越复杂，他们可以让半导体行业以低成本批量生产这些微型航天器。

与此同时，硅光学和集成晶片规模的光子学的创新使得降低发射这些航天器所用激光阵列的成本成为可能。加州大学圣塔芭芭拉分校电气和计算机工程系的教师和研究人员正发挥着关键作用。

Mc Carthy说:“认为我们可以制造出一克的硅，上面有我们想要的任何东西，这并不是不现实的。”

最终目标是星际空间，这仍然是一个相当长的距离，该小组的目标是明年的亚轨道首次飞行。这种技术的发展为各种各样的太空任务铺平了道路，而传统的化学火箭动力技术被认为成本太高或不可能完成这些任务。

核心技术的潜在好处?到火星的旅行时间比目前可能的要短得多;行星防御小行星和彗星;卢宾指出，减少太空碎片、推动地球轨道卫星、或为遥远的太阳系前哨提供远程电力等等。

他在谈到定向能推进时表示:“它能实现一整套技术能力。”“一些更有趣的短期任务将涉及星际任务。”

UCSB小组发表了50多篇关于他们正在开发的转型技术及其对人类太空探索的根本性影响的技术论文。