2015年7月14日，“新视野号”的航行义务缔造了汗青，它成为了第一个飞越冥王星的航天器。2018年12月31日，它再次缔造了汗青，成为第一个与柯伊伯带物体(KBO)齐集的航天器。此外，观光者2号探测器比来在星际空间到场了其的兄弟探测器(观光者1号)。
鉴于这些成就，关于星际航行义务的建议再次获得审议是能够懂得的。然则如许的义务需要什么呢？它是否值得呢？凯尔文·F·朗(Kelvin F.Long)是星际研究规划(i4iS)的配合创始人，也是星际航行的首要支撑者之一。他比来揭橥了一篇论文，支撑吩咐机械人义务到四周的恒星系统进行现场勘查的设法。
这篇题为“星际探测器：对天文学和天体物理学的益处”的论文比来在网上揭橥。本文件概述了将在2019年10月10日举办的宇航科学院第47届将来空间天文学和太阳系科学航行义务专题商议会上提交的材料。具体地说，是关于空间机构计谋和规划的会议。
首先，朗概述了天文学/天体物理学(稀奇是涉及到空间千里镜的情形)和使用机械人探测器进行的空间索求若何对我们的物种发生了深远的影响。
天文学的起劲打开了我们关于太阳系、星系和更广宽宇宙发源和演化的常识视野。这是一项人类能够说已经进行了数万年的运动，当我们谛视着星星的时候，它们激发了我们的好奇心。我们或者永远都无法触摸到星星，但我们能够视察它们，而仪器设备使我们有或者更近地视察它们。然后，电磁频谱的发现匡助我们以一种我们以前从未用过的体式来懂得宇宙。
今朝，人类直接研究行星和天体的起劲完全局限于太阳系。机械人航行过的最远的义务(观光者1号和2号太空探测器)已经到了太阳系和星际介质之间的界限，克日光层。
所有这些义务都教会了我们好多关于行星形成、太阳系的汗青和演化以及地球自己的常识。近几十年来，哈勃、斯皮策、钱德拉、开普勒和凌日外行星查询卫星(TESS)等义务的布置，已经揭示了太阳系以外的数千颗行星。
图中显露了NASA观光者1号和观光者2号探测器在日光层外的位置，日光层是太阳制造的一个珍爱气泡，延伸到冥王星轨道之外。
当然，这也引起了人们对竖立可以直接索求太阳系外行星的义务的新乐趣。就像“信使”、“朱诺”、“清晨”和“新视野”等义务离别索求了水星、木星、谷神星、灶神星和冥王星一般，这些义务将负责弥合星际鸿沟，并发还遥远行星的图像和数据。
朗说：“问题是，我们是知足于从远处看着他们呢，照样我们想去那边？远距离遥感比拟，空间探测器具有显着的优势，远距离遥感具有直接从轨道甚至在地面进行现场科学查询的潜力。在这个宇宙中，地球，甚至我们的太阳系，只会在虚空中酿成一个淡蓝色的点，若是有一天我们不去测验，那将是疯狂的。“
但当然，索求其他恒星系的前景显现了一些重大难题，个中最主要的是成本问题。从久远来看，阿波罗规划的成本估量为254亿美元，经通货膨胀调整后为1437亿美元。是以，将一艘船送往另一颗恒星，需要数万亿。
所有这些挑战能够概括为两类。第一个问题是，我们缺乏需要的手艺成熟度：
“与所有航天器一般，星际空间探测器需要动力、推进和其他系统才能完成义务，并成功达到方针并获取数据。建造可以在合理的人类寿命内以充沛快的速度达到比来的恒星并为这些推进系统供应动力的航天器并不轻易，它的机能比我们迄今发射到太空的任何手艺都凌驾几个数量级。然而，从物理学和工程学的角度来看，这些机械将若何运作的根基道理已经被很好地舆解了。要做到这一点，只需要有一个有针对性的起劲项目就能够了。”
人类要想在本身的有生之年观光到比来的恒星系统，需要做些什么呢？
正如我们所知道的，即使是比来的恒星，也要破费相当长的时间才能达到。行使现有的手艺，宇宙飞船需要19，000到81，000年的时间才能达到半人马座阿尔法星(Alpha Centauri)。即使使用核推进手艺(一种可行但尚未经由测试的手艺)，仍需要1000年的时间才能实现这一方针。
第二个首要问题是缺乏政治意愿。今朝，地球正面临着多方面的问题，个中最大的问题是生齿过剩、贫困和天气转变。这些问题合在一路，实质上意味着，人类将不得不在处理日益削减的资源的同时，知足数十亿人的需求。
朗说：“考虑到地球上互相竞争的问题，人们认为今天没有来由核准这些航行义务的开支。显然，一颗具有潜在有趣生物学特征的系外行星的发现或者会改变这一状况。私营部门有或者测验这类义务，但这些义务很或者在将来完成，因为大多数私营部门的工作都集中在月球和火星上。”
朗注释说，独一的破例是“冲破摄星规划”，该规划的方针是在20年内向半人马座近距离发射一个克级其余探测器。这将有或者经由使用光帆，它将被激光加快到60000公里/秒的相对论速度，或20%的光速。
一个雷同的义务概念被称为“蜻蜓规划”，这是一个国际科学家小组正在斥地的概念。有趣的是，这个提议降生于统一个概念设计研究，该研究开导了“冲破摄星”。
蜻蜓规划的概念也需要一种激光驱动的光帆，这种光帆能够将航天器拖曳到相对论的速度。然而，蜻蜓规划的飞船将比克级其余探测重视得多，但这也将许可装备更多的科学仪器。达到时，磁帆也会使航天器减速。
固然如许的义务斥地成本或者在1000亿美元摆布，但朗认为，考虑到潜在的回报，这在支出能力方面是可行的。说到回报，星际义务将会有好多器材，所有这些都是有开导性和令人兴奋的。
我们有机会对其他恒星系统进行近距离观测，将使我们更好地认识我们本身的太阳系是若何形成的，以及恒星、星系和黑洞、暗物质和暗能量等奇异现象的性质。它还能够让我们更好地展望生命进化系统的潜力。
以相对论速度进行星际航行的空间探测器也有或者发现新的物理现象。今朝，科学家从量子力学(亚原子水平的物质行为)和广义相对论(恒星系统、星系、超星系团等最大标准的物质)两个方面来懂得宇宙。
到今朝为止，所有试图找到一个大统一理论(GUT)-别名“万物理论”(TOE)，将这两种思惟融合在一路的理论已经失败了。朗断言，前去其他恒星系统的科学航行义务很或者供应一种新的综合，这将匡助我们更多地认识宇宙作为一个整体是若何运作的。
但当然，若是不说起最主要的一点：寻找生命，任何干于回报的商议都是不完整的！即使它只是一群微生物，其科学意义也是伟大的。至于发现一种智能物种的影响，其影响将是无法估量的。它还将解决人类是否是宇宙中独一的这一永恒问题。
朗说：“寻找智能生命将改变游戏划定，因为若是我们与如许的物种接触并分享我们的常识，这将对我们的科学和我们的小我哲学发生深远的影响。在考虑陈旧的人类发源问题时，这一点很主要。”
但当然，在考虑任何此类义务之前，还需要做好多事情。首先，手艺要求，即使是像冲破摄星如许手艺上可行的概念，也需要提前很好地解决。所有与相对论速度的星际航行相关的潜在风险也是如斯。
但最主要的是，我们需要提前知道将这些义务派往何处，以便使我们的投资获得最大的科学回报。这就是传统天文学和天体物理学将施展主要感化的处所。
在其他恒星系统发射任何航行义务之前，首先必需确定事先接见这些系统的科学价格，这就需要有长途天文观测..。然后，一旦探测器被发射，它们也将匡助校准我们对宇宙距离标准的测量，这也将有助于改善我们的天文仪器。是以，很显着，任何一个盼望对宇宙及其地点之处有所启迪的物种，都应该接管这两种形式的打听，因为它们互相促进。
或许还需要几十年的时间，人类才预备把时间、精神和资源用于星际义务。或许，现有的提案要解决所有的手艺和后勤问题或者只需要几年的时间。无论若何，当星际义务升空时，这将是一个重大的、极具汗青意义的事件。
当它起头从比来的恒星系统发还数据时，这将是史无前例的事件。
