物理學家霍金（Stephen W. Hawking）於2016年提出亞光速微型飛船探索宇宙的設想。利用光照的輻射壓強給光帆施加推力，理論上可以使宇宙飛船獲得加速，實現星際空間飛行。

這個原理最早是由美國物理學家羅伯特·福沃德（Robert Forward）在1962年提出的。他設想，既然帆船在海上依賴風力揚帆航行，那為什麼不利用強有力的鐳射推動飛船翱翔太空呢？當鐳射的光子打到飛船時，光子帶來的衝量推動飛船向前運動並獲得加速執行，直至衝出太陽系。這後來被部分科學家認為是到達其他星系最好的一個方法。

在這個方法中，飛船無需自己攜帶燃料，而是攜帶一張光帆。坐落在地球或者月球基地的鐳射陣列負責發出高能鐳射，聚焦在光帆上。據說，利用這項技術，飛船可以在80年內到達比鄰星（Proxima Centauri），最高速度可以達到光速的1/5。

綜合諸多技術和經濟因素，科學家們認為，微型的光帆探測器可能是未來太陽系外探索的首選。

2016年4月，俄羅斯億萬富翁尤里·米爾納（Yuri Milner）聯合著名的霍金教授等科學家發起了一項“攝星計劃”（Breakthrough Starshot）。Facebook創始人馬克·扎克伯格（Mark Elliot Zuckerberg）也加入了該計劃的董事會。

他們希望發射可以探索離太陽最近的恆星——比鄰星——的光帆飛船。這就是霍金的“攝星計劃”。

現代物理學已經證明，光是由沒有靜止質量但有動量的光子構成的，當光子撞擊到光滑的平面時，可以像從牆上反彈回來的乒乓球一樣改變方向，並給被撞擊物體以相應的作用力。

攝星計劃採用的光帆其工作原理與太陽帆有所不同，原因在於鐳射束不會像Sunny那樣隨距離的增加出現發散和減弱。架設在地球上的鐳射雷達陣列能夠保證飛船達到其亞光速巡航速度。

據資料介紹，霍金的攝星計劃發射的光帆飛船非常小，僅有幾克重，與普通郵票尺寸差不多，非常輕薄。藉助於奈米科技，飛船雖小，卻包含了一個星際探測器所有最重要的元件，比如攝影機、處理器、電池等部件。飛船將攜帶一張邊長4米左右的光帆。地球上的鐳射陣列將光束直接聚焦在光帆上，在短短几分鐘內將飛船加速到20%的光速。

設計中的光帆重量也只有幾克，厚度可能只有幾百個原子的直徑。攝星計劃中，地面的鐳射陣列佔地約1平方公里，每次發射預期需要儲存數百萬度的電能。這個巨大的數字，相當於大亞灣核電站1小時的發電量。這一計劃的難點在於如何將鐳射正確無誤地聚焦在一個個小小的光帆上。

攝星計劃設想，由常規火箭一次發射上千個這樣的探索器進入地球軌道。除了光帆之外，它們還帶有核心裝備——星晶片（starchip）：一種重量為克級的晶片，攜帶有攝影機、處理器、光子推進裝置、動力系統、導航和通訊裝置等。

探測器在軌道上張開光帆，一組高能鐳射會依次為探測器加速，每個加速時間為幾分鐘，每1～2天進行加速一次。每個探測器都裝備有行星或小行星的感測器，資料將透過探測器攜帶的鐳射發回地球。

霍金攝星計劃的目標是開發數千艘微型星際飛船，飛往比鄰星，併發回圖片。

如果獲得成功，那麼科學家將可以判斷，半人馬座阿爾法星系（Alpha Centauri）是否包含類似地球的行星、以及容納生命的存在。

半人馬座阿爾法星系距離地球約4.3光年。科學家有信心讓攝星計劃攜帶攝影和通訊裝置的微型飛船速度達到1/5的光速。這個速度將遠高於當前最先進的太空飛船。

這上千艘微型星際飛船先被火箭運載到地球軌道上，之後在透過地面的鐳射陣列將其發往比鄰星。這些飛船速度非常快，但因為自己攜帶的電池電量有限，所以肯定無法進入比鄰星的軌道，只能從其附近飛過。飛船上搭載的高速相機將在飛過時及時獲取比鄰星極其行星的照片。

之後飛船將進入傳輸模式，將照片發回地球。飛船傳輸照片將依靠自身攜帶的能源，這要求它整合一塊小小的放射性元素電池。當飛船傳回照片時，飛船的光帆就充當發射天線，而地球上的鐳射發射陣列將充當接受天線的角色，用來收取4光年外發回的影象。

在霍金的攝星計劃中，如果我們掌握了鐳射光帆技術，那麼我們人類或許再也不用擔心遠距離飛行的燃料問題了。

如果順利的話，這個飛掠任務將會在發射後二十年左右到達半人馬座阿爾法星，並送回來在那個星系中發現的行星的圖片。這意味著我們只要很好地掌握這門技術，我們離外星生命已經不遠了。

迄今為止，攝星計劃的設計還遠未成形，很多方案僅僅是在理念上，面臨著來自鐳射、材料和通訊等諸多領域的挑戰。一平方公里鐳射陣列的造價非常驚人，攝星飛船不可能計劃在近期發射。

攝星計劃的發起人期望在未來50年中，奈米技術、電池技術、鐳射技術、通訊技術都能夠按照摩爾定律發展，即產品效能每隔一定時間就成倍提升，而價格維持不變。如果摩爾定律一直奏效，攝星計劃發起人估計到該計劃真正啟動時，專案的造價將大大降低，和目前最昂貴的大型科研設施（例如大型強子加速器）相類似。

【這張圖看懂“攝星計劃”】

然而，對於這個雄心勃勃的攝星計劃，許多科學家也提出了強烈的質疑。

例如，中國航天科工二院研究員楊宇光認為，霍金的想法在工程上幾乎不可行。即使具備100%的效率，將1克質量的物體加速到1/5的光速，也需要相當於400多噸TNT的巨大能量。而且利用光學性手段，將物體加速也未必能夠在工程中做得到。另外，即使拍到了照片，那麼這個照片也很難在這麼微弱訊號發射器的基礎上傳到地球被我們接收到。

物理學家羅伯特·福沃德則認為，這項技術真正應用於工程上還需要多年的開發，或許要等到22世紀才能實現。

無論如何，霍金的攝星計劃對於未來的技術發展無疑是非常樂觀的，但需要知道的是，即使它是一個不完整版的攝星計劃也會大大改變行星探測的現狀。光速的1/5意味著微型飛船隻需要1個小時就可以飛到火星，或者在一年內飛船就可以完成“新視野號”9年的航程到達冥王星。人們甚至可以把飛船造得稍大一些，這樣它們仍然可以在可接受的短時間內探測太陽系內的其他天體。

同時，攝星計劃所使用的鐳射陣列也將是人類最好的光學望遠鏡。一旦建成，它的分辨能力或將超越下一代大型光學紅外望遠鏡，在搜尋地外行星時將發揮巨大威力。

霍金的光帆飛船和"攝星計劃"是一種設想，是難以實現的。這麼小的裝置還有吸收光的帆，難以在太空中飛翔，方向感也難以掌握。

利用太Sunny能在地球上，月球上建基地發射光能對光帆飛船供應能量就是一個假想，不能成為現實。在太空中飛得無限遙遠的光帆飛船，還能吸收到遙遠的地球(月亮)基地發去的太Sunny能嗎？

還是發射一個飛船到火星上去種菜和挖礦來得現實些。人類只有一步一個腳印走才能實現夢想！