如果我们想拍摄另一颗恒星周围足够清晰的大行星，海洋和云层的类似地球的行星的照片，该怎么办？
现在，这是不可能的。从我们的角度出发，系外行星（环绕其他恒星运行的行星）看起来像萤火虫在聚光灯旁边。在我们设法拍摄的几张图像中，系外行星仅仅是点。即使下一代太空望远镜投入使用，这种情况也不会改变，您将需要一个90公里宽的望远镜来观察100光年外行星的表面特征。
一组研究人员有一个大胆的计划来克服这些困难。它涉及到使用太阳帆航天器（可能是其中的整个舰队）以比以前的任何太空探测器更快，更远的距离飞离地球，转身并将遥远的太阳引力用作巨型放大镜。如果可行，我们将捕获一颗系外行星的图像，非常清晰，以至我们只能看到10公里宽的特征。
这个名为“太阳重力透镜”（SGL）的项目听起来像是科幻小说中的东西。美国国家航空航天局（NASA）和一系列大学，航空航天公司及其他组织，以及原始的太阳航行专家行星学会联合创始人Lou Friedman都参与其中。
SGL项目的顾问弗里德曼说：“我为能使事情以其他任何方式不可能发生而感到兴奋，”弗里德曼说。他领导了1970年代美国宇航局向日军的哈雷彗星发射太阳帆飞船的工作。“我们从行星学会开始太阳能航行的全部原因是，它使我们能够朝星际探索迈出第一步。我们的LightSail确实运行良好，并且其成功为通过太阳系航行的想法增添了信心和可信度。”
NASA喷气推进实验室的物理学家Slava Turyshev表示，该计划有许多障碍，但回报将是难以置信的。
“在我们的太阳系附近，我们归类为中100光年，我们已经确定了几个系外行星可能是在其恒星的可居住区” Turyshev说，指的是不太热，恒星周围可能存在液态水的区域。“所以现在我们有一个问题，如果我们发现某个迹象表明系外行星上存在生命，该怎么办？我们可以去那里旅行，或者至少看到它吗？”
LightSail 2在2020年1月21日拍摄的这张照片包括印度西海岸。北方在右边。由于航天器的185度鱼眼镜头镜头，帆看起来略微弯曲。图像已经过色彩校正，并且某些失真已经消除。
怎么运行的
阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）在一个多世纪以前就预言了重力可以弯曲和放大光的想法，这一概念被称为重力透镜。从观察者的角度来看，只要观察者处于正确的位置（称为焦点），来自远处物体的光线就会通过接近大型前景物体而失真并放大。这类似于您通过找到距目标正确的距离而不是调整相机的焦点来对焦相机的方式。
哈勃太空望远镜和其他天文台已经看到了这种现象：遥远星系的细密的弧线和圆环，由于近距离星系的引力而扭曲和放大。
SGL项目背后的研究人员说，我们可以为系外行星做同样的事情-我们只需要前往联络点即可。对于距离地球100 光年的系外行星，焦点位于970亿公里的距离，是太阳的距离，是冥王星的16倍。旅行者1号比其他任何人造物体都更能进入太空，但它仅飞行了约200亿公里，航天器花了40年才到达那里。
更快到达那里的解决方案？太阳航行。
太阳帆捕获来自太阳的光的动量并将其用作推进力。使用这项技术，SGL航天器将在接近太阳的位置飞行，加快速度并向我们的太阳系外围猛扑，仅用25年的时间即可完成飞行。
与过去使用的大型重型航天器不同，研究人员设想使用小型，有弹力的探测器，可以与其他任务一起捕获火箭飞行，从而降低发射成本。一种可能性是使用一大堆面包大小的CubeSat，类似于LightSail 2，可以自组装以创建更大的单个光学系统。如果航天器足够便宜，可以将任务发送到多个系外行星的联络点。
在焦点区域，来自系外行星的光将被涂抹成一个称为爱因斯坦环的圆圈。戒指将包含2个部分。一部分来自系外行星的单个10 x 10公里部分，并且在最终图像中仅产生单个像素。该部分将包含来自系外行星其余部分的光。随着航天器在焦点区域的速度加快，它将需要使用微型离子推进器来回移动（对于在此距离的太阳航行，阳光太弱了）以改变系外行星的聚焦部分。
使用正确的光学元件，可以从不同位置拍摄100万张图片，其结果类似于1968年阿波罗8号宇航员从月球拍摄的照片，并且可以捕获小至10公里的表面特征。
当阿波罗8号宇航员比尔·安德斯（Bill Anders），弗兰克·博尔曼（Frank Borman）和吉姆·洛威尔（Jim Lovell）绕月球的一圈时，他们成为第一个在外星表面上目睹地球升起的人类。该标志性图像与1968年12月30日首次发布。
可行吗
至少可以说，SGL的技术挑战令人生畏。对于初学者来说，精确的导航，远距离的通信以及需要遮阳帘以防止我们自己的太阳光进入望远镜的问题。还需要用日冕仪来阻挡系外行星父母的恒星发出的光。
美国国家航空航天局（NASA）相信这一概念，因此最近从其NIAC（美国国家航空航天局（NASA）创新高级概念）计划中获得了200万美元的资助。自1998年以来一直存在的NIAC提供了种子资金，以帮助创新思想摆脱困境。SGL只是该计划历史上进入该项目第三阶段的第三项研究。
该项目的成功可能在于其多样化的团队，这是NIAC项目的独特方法。合作的努力包括来自JPL和UCLA，亚利桑那大学和卫斯理大学等多家大学的研究人员。航天公司Aerospace Corporation和NXTRAC Inc.参与其中，它们都专门从事任务设计和技术分析。这种由多个组织共同努力的成果汇集了最新的技术创新，例如太阳帆，人工智能，纳米卫星和编队飞行方面的突破性技术。
“与SGL相似的任务可以导致我们探索太空的方式发生转变，”合作的航空航天公司（Aerospace Corporation）SGLF任务的技术联席负责人Thomas Heinsheimer说道，“这源于大型昂贵的航天器，在SGL为许多航天组织创建了一个探索架构，以共同解决一个鼓舞人心的问题：“我们独自一人在宇宙中吗？”
Turyshev认为，以SGL作为“焦点”来帮助太空工业发展成为更具合作性的企业，当代人也许能够回答这个问题。
他说：“ SGL可能为多种技术努力提供了这一点，从而使我们真正迈出了迈向太阳能系统之外的第一步。” “所需的技术确实已经存在，但是面临的挑战是如何利用该技术，如何加快其开发以及如何最好地利用它们。我认为我们正处于该领域令人兴奋的时期的开始。”
