群集飞向比邻星：星际距离的光学通信

若存在充足的能源、时钟和合适的通信协议，使用本文提出的群集技术，以克级航天器实现星际通信是可行的。我们应对突破摄星（Breakthrough Starshot）挑战的方法之精髓在于：在长达一年的发射活动中发射数百个以0.2c飞行的克级星际探测器串，与其保持持续联系（探测器间直接联系并通过发射激光与地球联系），并在20年巡航过程中，于飞掠目标行星Proxima b时逐渐将长串动态聚合成一个横跨约100,000 km、以目标行星为中心的透镜状网状网络。飞行中编队将通过使用“到达时间”（time on target）技术对串的头尾初始发射速度进行粗略调制来实现，并结合通过调节选定探测器的姿态利用星际介质（ISM）施加的阻力进行持续微调或“到达速度”（velocity on target）。这样的群集可容忍显著损耗，例如途中与星际尘埃颗粒碰撞，从而缓解“将所有鸡蛋放在一个篮子里”的风险。它还将能从多个视角近距离观测Proxima b。采用最先进的航天级时钟进行群集同步，可在群集光学通信中实现操作相干性（即便非实际相位相干性）。在未来十年应可商业化并达航天级的贝塔伏打（betavoltaic）技术，可为这些群集提供充足的初级能量存储。综上，该组合将使数据返回速率比单探测器可能达到的高出数个数量级。