Umanitatea are mijloacele de a lansa sonde pe orbită în jurul stelelor din apropiere. Dar avem răbdarea necesară?
Călătoria interstelară, care a fost un element fundamental al științei de ficțiune timp de mai mulți ani, ar putea deveni o realitate astăzi - dacă ar fi doar bani. Pentru cât mai puțin de 100 de milioane de dolari, un client poate achiziționa de fapt cea mai recentă rachetă comercială și poate călători în afara sistemului solar. Răbdarea este cheia aici. Dacă o astfel de rachetă este lansată mâine către cel mai apropiat port de destinație - exoplaneta potențial locuibilă Proxima b, descoperită recent în sistemul cu trei stele Alpha Centauri, la o distanță de 4 ani lumină de Pământ - zborul va dura 80.000 de ani.
În loc să cheltuiască 100 de milioane de dolari pentru un transport atât de lent, antreprenorul miliardar Yuri Milner a declarat în aprilie trecută că va cheltui aceiași bani pentru a veni cu o altă modalitate de a ajunge la sistemul Alpha Centauri într-un interval de timp care nu depășește limita vieții umane. Proiectul, numit Breakthrough Starshot, încearcă să se îndepărteze de rachetele la nivel mondial în favoarea unei pânze ușoare - cea mai subțire suprafață oglindită propulsată de fascicule laser pentru a accelera prin spațiu. Planurile preliminare pentru acest proiect prevăd utilizarea rachetelor convenționale, prin care, la începutul anilor 2040, sunt planificate să fie instalate pe orbita Pământului mii de pânze ușoare de patru metri care cântăresc doar un gram fiecare. Pânzele vor conține jetoane de centimetru cu camere încorporate, senzori, motoare cu jet și baterii. Fiecare navă spațială ultraligeră va fi direcționată de pe orbita Pământului către sistemul Alpha Centauri folosind un laser la sol de 100 de gigawatt la 20% la viteza luminii. În acest caz, zborul interstelar ar dura doar 20 de ani, iar sondele ar fi ajuns în Alpha Centauri în anii 2060.
Dar aceste viteze mari costă foarte mulți bani. Chiar și cele mai modeste estimări ale proiectului Starshot depășesc cu mult 100 de milioane de dolari inițiali - proiectul ar putea necesita 10 miliarde de dolari pe decenii, sau mai mult, în principal din cauza costurilor uriașe ale construirii unei instalații laser bazate pe sol. Cel mai probabil, nu se va putea face fără asistență guvernamentală și cooperare internațională. În plus, pânzele ușoare, care vor supraviețui călătoriei de 20 de ani, vor trece prin sistemul Centauri atât de rapid, încât vor avea doar câteva secunde pentru a obține fotografii macro și alte date de pe Proxima b și orice alte planete din apropierea acestuia. Și în timp ce sondele se îndepărtează în întunericul interstelar, pânzele ușoare vor încerca să transmită informații prețioase pe Pământ folosind raze laser,a căror putere nu depășește puterea semnalului unui telefon mobil convențional.
O călătorie lentă spre stele
Unii critici consideră că această urmărire a Alpha Centauri este o investiție proastă. „Când am auzit de proiectul Starshot, am considerat că este risipitor să cheltuim acest tip de bani într-o misiune flyby care ar dura câteva decenii și să dureze câteva secunde pentru a face fotografii”, spune cercetătorul independent Michael Hippke din Germania. Lucrând cu Rene Heller, astrofizician la Institutul Max Planck pentru Cercetări în Sistemul Solar din Göttingen, Hippke a dezvoltat un program alternativ de zbor despre care a spus că va aduce mai multe beneficii științifice și costuri mai mici. În loc să construiască un sistem laser de mai multe miliarde de dolari pentru a accelera pânzele ușoare minuscule până la viteza aproape ușoară și a le zbura o singură dată, Heller și Hippke sugerează să folosească singuri lumina stelei pentru a trimite vele mai mari cu o viteză mai mică către toate cele trei stele din sistemul Alpha Centauri, cu capacitatea de a „parca” în orbite. Descoperirile lor vor fi publicate în numărul 1 februarie al Astrophysical Journal Letters.
Esența propunerilor lor este să folosească nu numai lumina solară pentru a accelera pânzele ușoare care părăsește sistemul nostru, ci și lumina și gravitatea celor trei stele ale sistemului Alpha Centauri la sfârșitul zborului. Heller și Hippke au calculat că o astfel de călătorie ar putea fi făcută într-o navigație cu o densitate scăzută, care cântărește aproximativ 100 de grame și acoperă o suprafață de 100 de mii de metri pătrați (adică aproximativ 15 terenuri de fotbal!). Acest design al velei pare posibil, având în vedere dezvoltarea rapidă a științei materialelor. Prin reglarea treptată a unghiului pe măsură ce se apropie de stele pentru a capta mai multă presiune de la acestea din urmă, o astfel de velă poate dezvolta o viteză suficientă pentru a ancora în orice orbită din sistem.
Video promotional:
Pentru a ajunge pe planeta potențial locuibilă Proxima b, astfel de sisteme auxiliare „fotogravitative”, destul de ciudat, ar trebui să trimită mai întâi o navigare ușoară către stelele strălucitoare, asemănătoare soarelui Alpha Centauri A și Alpha Centauri B, în ciuda faptului că sunt amplasate la două trilioane de kilometri mai departe departe de noi decât steaua mai mică și mai slabă părinte a planetei Proxima b - Proxima Centauri. Acest lucru se datorează decelerării cauzate de presiunea ridicată de radiații a stelelor Alpha Centauri A și B și, prin urmare, o abordare mai rapidă a unui sistem de navigație ușoară de orice dimensiune. Dar radiațiile de la stele gemene au o limită; dacă marea imensă a lui Heller și Hippke atinge o viteză mai mare de 4,6 la sută din viteza luminii, pur și simplu va trece peste sistem. Ei estimează că zborul către Alpha Centauri A și B va dura aproape un secol.urmată de alți 50 de ani de călătorie până la destinația finală - o orbită stabilă în jurul Proxima.
„Călătoria dvs. ar dura de 7 ori mai mult decât o misiune Starshot de 20 de ani, dar puteți petrece ani sau chiar zeci de ani pe cercetări amănunțite, în loc de câteva secunde”, spune Heller. Comparând raportul dintre timpul de cercetare și timpul de călătorie în ambele cazuri, adaugă Heller, "Starshot ar putea folosi doar o sută milionime din întreaga misiune pentru cercetarea la fața locului, în timp ce am putea folosi aproximativ o sutime, sau un milion de ori mai mult." În plus, folosind lumina solară pentru lansarea velei, această opțiune elimină nevoia de a construi o unitate laser de mai multe miliarde de dolari.
Și totuși, călătoria lor propusă de 150 de ani nu poate începe mâine. Propunerea lui Heller și Hippke prevede, printre altele, o configurație rară de stele în sistemul Alpha Centauri, care se întâmplă doar o dată la 80 de ani, când toate orbitele lor sunt în același plan, traversând traiectoria oricărei sonde din sistemul nostru solar. Data viitoare se va întâmpla în 2035, dar într-o perioadă atât de scurtă de timp, nicio navigatie nu se poate apropia de sistem. Heller și Hippke sugerează așteptarea următoarei astfel de „alinieri” în 2115.
Trimiterea navigării lor direct către Proxima Centauri, a spus Heller, ar necesita viteze cosmice mult mai mici datorită presiunii slabe de radiație și a puterii de oprire a minorei celor două stele, ducând timpul total de zbor la un mileniu complet.
Răbdare vă rog
Hippke vede o misiune multi-generațională cu un punct în orbită în jurul Alpha Centauri, în valoare de așteptare, chiar dacă el nu vede niciodată întoarcerea ei. „Copiii și nepoții noștri vor primi fotografii uimitoare de la aceste sonde spațiale. Imaginează-ți doar râuri extraterestre, vulcani și poate chiar viață exotică! Alegerea unei misiuni de un secol deschide oportunități de a studia și alte stele strălucitoare din apropiere, spune Hippke. Steaua mare Sirius, de exemplu, este doar de două ori mai îndepărtată decât Alpha Centauri - dar întrucât strălucește de aproximativ 25 de ori mai strălucitor decât Soarele, efectul său inhibitor de la presiunea radiației este mai puternic, iar acest lucru va asigura o abordare mai rapidă a velei ușoare către acesta. Totuși,Abilitatea de a trimite pânze ușoare pe orbită în jurul multor stele din apropiere sugerează o concluzie firească a generațiilor viitoare pe termen lung în ceea ce privește obiectivele imediate ale misiunii Starshot.
În pofida tuturor acestor avantaje, Avi Loeb, astronom la Universitatea Harvard și președinte al comitetului științific consultativ pentru proiectul Breakthrough Starshot, nu este convins că această propunere alternativă oferă avantaje reale față de planul lui Starshot de a folosi un laser din clasa gigawatt pentru a trimite mici pânze către stele. … „Este nevoie de o navigație foarte subțire pentru a atinge viteza aproape a luminii folosind lumina stelelor”, spune Loeb, menționând că cu cât presiunea de la lumina soarelui este mai mică, cu atât densitatea velei ușoare ar trebui să fie mai mică. Hippke și Heller spun că, în teorie, pânzele lor ar putea fi realizate din materiale ultra-ușoare, cu rezistență ridicată, precum grafenul, dar Loeb se îndoiește că crearea unei foi de grafen câțiva atomi gros și 100 de zone pentru o sondă interstelară.000 de metri pătrați va fi mai ușor decât construirea unei instalații laser masive. „O astfel de suprafață este un ordin de mărime mai subțire decât lungimea de undă a luminii pe care ar trebui să o reflecte și, prin urmare, reflectivitatea acesteia va fi scăzută”, spune Loeb. "Nu este posibilă reducerea greutății cu mai multe ordine de mărime, menținând, în același timp, rigiditatea și coeficientul de reflecție al materialului navigabil." Cu alte cuvinte, o navigă cu grafen de 100.000 de metri pătrați poate fi prea fragedă pentru călătorii spațiale reale. În plus, planurile proiectului Starshot includ lansarea nu a unuia, ci a mii de vele, și chiar dacă fiecare sondă care a traversat cu succes spațiul interstelar primește doar câteva secunde pentru imagini panoramice, numărul acestora va depăși ceea ce ar putea fi obținut în timpul mai multor zboruri succesive.„O astfel de suprafață este un ordin de mărime mai subțire decât lungimea de undă a luminii pe care ar trebui să o reflecte și, prin urmare, reflectivitatea acesteia va fi scăzută”, spune Loeb. "Nu este posibilă reducerea greutății cu mai multe ordine de mărime, menținând, în același timp, rigiditatea și coeficientul de reflecție al materialului navigabil." Cu alte cuvinte, o navigă cu grafen de 100.000 de metri pătrați poate fi prea fragedă pentru călătorii spațiale reale. În plus, planurile proiectului Starshot includ lansarea nu a unuia, ci a mii de vele, și chiar dacă fiecare sondă care a traversat cu succes spațiul interstelar primește doar câteva secunde pentru imagini panoramice, numărul acestora va depăși ceea ce ar putea fi obținut în timpul mai multor zboruri succesive.„O astfel de suprafață este un ordin de mărime mai subțire decât lungimea de undă a luminii pe care ar trebui să o reflecte și, prin urmare, reflectivitatea acesteia va fi scăzută”, spune Loeb. "Nu este posibilă reducerea greutății cu mai multe ordine de mărime, menținând, în același timp, rigiditatea și coeficientul de reflecție al materialului navigabil." Cu alte cuvinte, o navigă cu grafen de 100.000 de metri pătrați poate fi prea fragedă pentru călătorii spațiale reale. În plus, planurile proiectului Starshot includ lansarea nu a unuia, ci a mii de vele, și chiar dacă fiecare sondă care a traversat cu succes spațiul interstelar primește doar câteva secunde pentru imagini panoramice, numărul acestora va depăși ceea ce ar putea fi obținut în timpul mai multor zboruri succesive.și, prin urmare, reflectivitatea sa va fi scăzută ", spune Loeb. "Nu este posibilă reducerea greutății cu mai multe ordine de mărime, menținând, în același timp, rigiditatea și coeficientul de reflecție al materialului navigabil." Cu alte cuvinte, o navigă cu grafen de 100.000 de metri pătrați poate fi prea fragedă pentru călătorii spațiale reale. În plus, planurile proiectului Starshot includ lansarea nu a unuia, ci a mii de vele, și chiar dacă fiecare sondă care a traversat cu succes spațiul interstelar primește doar câteva secunde pentru imagini panoramice, numărul acestora va depăși ceea ce ar putea fi obținut în timpul mai multor zboruri succesive.și, prin urmare, reflectivitatea sa va fi scăzută ", spune Loeb. "Nu este posibilă reducerea greutății cu mai multe ordine de mărime, menținând, în același timp, rigiditatea și coeficientul de reflecție al materialului navigabil." Cu alte cuvinte, o navigă cu grafen de 100.000 de metri pătrați poate fi prea fragedă pentru călătorii spațiale reale. În plus, planurile proiectului Starshot includ lansarea nu a unuia, ci a mii de vele, și chiar dacă fiecare sondă care a traversat cu succes spațiul interstelar primește doar câteva secunde pentru imagini panoramice, numărul acestora va depăși ceea ce ar putea fi obținut în timpul mai multor zboruri succesive.000 de metri pătrați pot fi prea fragede pentru călătorii spațiale reale. În plus, planurile proiectului Starshot includ lansarea nu a unuia, ci a mii de vele, și chiar dacă fiecare sondă care a traversat cu succes spațiul interstelar primește doar câteva secunde pentru imagini panoramice, numărul acestora va depăși ceea ce ar putea fi obținut în timpul mai multor zboruri succesive.000 de metri pătrați pot fi prea fragede pentru călătorii spațiale reale. În plus, planurile proiectului Starshot includ lansarea nu a unuia, ci a mii de vele, și chiar dacă fiecare sondă care a traversat cu succes spațiul interstelar primește doar câteva secunde pentru imagini panoramice, numărul acestora va depăși ceea ce ar putea fi obținut în timpul mai multor zboruri succesive.
Cea mai mare provocare, potrivit lui Loeb, este dacă planurile ambițioase de generație ambițioase vor supraviețui întâlnirii inevitabile cu fragilitatea vieții umane. „Dacă ignorați durata călătoriei, puteți utiliza întotdeauna rachete convenționale și puteți ajunge la sistemul Alpha Centauri cu pierderi reduse în 80.000 de ani”, spune el. „Dar oamenii care lucrează la proiectul Starshot sunt mai ambițioși. Vrem să ajungem acolo în viața noastră."
Lee Billings
