半人马座α星是距离地球最近的恒星系统，也是科幻小说《三体》中三体星系的原型。
半人马座α星与我们相距大约4.37光年（41.2万亿千米），是地球到太阳距离的27.6万倍！如果发射低效的化学燃料火箭前往半人马座α星，估计飞到人类文明终结的那一天也到不了。
NASA的旅行者一号探测器早在2012年就已到达太阳系外层空间，以它目前的速度，如果方向正对半人马座α星的话，飞到那里将需要7万5000年！
但如果用强大的激光束将重量不到1克的飞船推进到光速的20%，那么只需20年就可以到达了！
这就是已故著名物理学家史蒂芬·霍金倡导的“突破摄星（Breakthrough Starshot）计划”。霍金认为，以人类目前的科技水平，要想在短短几十年内拜访半人马座α星，光帆是唯一可行的方法。
光帆是一种依靠光压来产生推力，无需推进剂就能使飞船前进的技术。2010年，日本发射的“伊卡洛斯IKAROS”号太阳帆船成功加速到1,440千米/小时，证明借助太阳光在宇宙中自由翱翔并非异想天开。
而“突破摄星”计划准备采用功率高达100千兆瓦的激光阵列，将搭载微芯片的光帆船加速到光速的20%，这样在20年内就能到达半人马座α星并将全息数据传回地球。
由于飞船本身的成本极低，人类每年可以发射上万艘飞船，这样即使很多飞船被宇宙尘埃撞击摧毁，最终肯定有飞船可以平安抵达“三体星系”，近距离观察它的宜居行星。
当然，“突破摄星”计划在通讯和材料等领域还面临许多难点。近日，美国加州理工学院的科学家研究了光帆船的制造可行性问题。
材料和应用物理学家哈里·亚特沃特认为，制造这种高反射率，轻巧而坚固的帆船难度极高，但并非无法实现。
根据光帆船的设计要求，每个船帆面积约为10平方米，重量不到一克，意味着船帆的厚度仅为100个原子。为了避免地球大气层对激光的阻碍，可以考虑发射特定的近红外光，而这种材料必须对近红外光有极高的反射率，这样才能不被高能激光束摧毁。
而且，随着飞船远离地球，它接受的光线会发生多普勒红移现象。因此，船帆最好能反射增加的波长，以获得最大推力。
亚特沃特表示，目前已知的材料都无法满足光帆船的要求，但如果合理控制船帆的微观结构，如交替使用每层仅几纳米厚的晶体硅或二硫化钼，则有望造出这种神奇的船帆。
据估计，前往半人马座α星的飞船将遭遇到10亿个宇宙尘埃，但研究表明，这些宇宙尘埃击穿船帆造成的破损不足总面积的0.1%。
科学家认为，实现光帆遨游太空的梦想虽然挑战巨大，但如果能得到全球各界学者的支持，将极大推进人类科技水平的进步。
本研究发表在最近的《自然·材料学》期刊上。
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