În luna aprilie a acestui an, un grup de oameni de afaceri și oameni de știință, inclusiv Stephen Hawking, au anunțat un proiect ambițios de explorare a spațiului interstelar folosind un nanosatelit compact, de mărime poștală, alimentat cu propulsie laser. Obiectiv: a ajunge la cel mai apropiat vecin al sistemului solar - Alpha Centauri.
Dacă această mică navă spațială reușește să accelereze până la aproape 1/5 din viteza luminii, atunci nava va putea ajunge la destinație în doar 20 de ani. Dar poate electronica unui dispozitiv atât de mic și fragil să funcționeze timp de 20 de ani în spațiul dur?
Cea mai mare problemă cu care va trebui să se confrunte proiectul Hawking Breakthrough Starshot, potrivit cercetătorilor de la NASA și Institutul Coreean de Știință și Tehnologie, este radiația spațială.
Ca și în cazul astronauților, nava spațială va trebui să experimenteze impactul colosal al particulelor puternic încărcate în fiecare secundă, ceea ce poate provoca daune serioase stratului de dioxid de siliciu care va acoperi nava spațială. În această situație, toate componentele interne ale dispozitivului vor eșua cu mult înainte de sfârșitul călătoriei spațiale de 20 de ani.
Cum rezolvi această problemă? Una dintre opțiuni, potrivit oamenilor de știință de la NASA, ar putea fi stabilirea unui traseu în jurul celor mai periculoase zone, unde concentrația de radiații de fond este mult mai mare decât de obicei. Cu toate acestea, în acest caz, durata misiunii poate crește de multe ori. În plus, chiar și expunerea minimă la radiații va duce la deteriorarea navei spațiale în timp.
O altă opțiune mai practică poate fi protejarea sondei și a dispozitivelor sale electronice în speranța de a reduce impactul radiației nocive de fond cosmic. Cu toate acestea, din nou, adăugarea unei greutăți suplimentare navei spațiale va încetini viteza misiunii, deoarece nava spațială mai mare nu va putea accelera la viteza dorită.
Cu toate acestea, există un al treilea mod care ar putea funcționa dacă putem construi o nano navă capabilă să se autovindece din radiațiile cosmice în drumul său către Alpha Centauri.
„De fapt, tehnologia cipurilor de auto-vindecare există de ani de zile”, spune cercetătorul NASA Jin-Woo Han.
Video promotional:
Tranzistoarele experimentale GAA FET (gate-all-around) dezvoltate de o echipă internațională de oameni de știință pot rezolva problema. Particularitatea lor constă în faptul că cipurile bazate pe acești tranzistori se pot recupera sub influența căldurii. La rândul său, căldura poate fi generată folosind un curent electric. Ideea principală este că un astfel de cip în interiorul navei spațiale se va opri în timpul unei lungi călătorii spațiale la fiecare câțiva ani. În momentele unor astfel de „reporniri”, efectul căldurii îl va restabili din efectele radiațiilor. După recuperare, cipul se va reactiva și își va continua treaba.
În testele de laborator ale acestor tranzistori, oamenii de știință s-au asigurat că memoria flash bazată pe acestea atunci când este încălzită poate fi restaurată de până la 10.000 de ori, iar memoria DRAM de până la 1012 ori. Desigur, din punctul de vedere al perspectivelor de utilizare în nava spațială în acest moment, acești tranzistori sunt încă o soluție ipotetică. După cum sa menționat mai sus, tranzistoarele sunt experimentale. Este necesară o perspectivă proaspătă și exterioară asupra eficacității acestora. Cu toate acestea, echipa care le-a creat crede că utilizarea lor în misiuni spațiale precum Breakthrough Starshot este într-adevăr posibilă.
Desigur, rezolvarea problemei modului în care funcționează electronica în medii provocatoare este doar o parte a unui puzzle mai mare. Dacă mica navă spațială merge în întâmpinarea Alpha Centauri, va trebui să lupte mai mult decât radiațiile. Coliziuni cu gaz cosmic și praf vor fi la fel de periculoase în această călătorie.
La începutul acestui an, echipa de cercetare Breakthrough Starshot a început o serie de experimente bazate pe risc și a constatat că o coliziune a unei nave atât de mici cu particule chiar de praf cosmic ar fi catastrofală. Aceasta înseamnă că este necesar să reveniți din nou la problema protecției dispozitivului.
Înainte ca proiectul să devină realitate, va fi nevoie de multă muncă. Și nu numai inginerie, ci și științifică. În cele din urmă, totuși, toate eforturile pot să nu fie în zadar. Ideea în sine, mai degrabă nici măcar o idee, ci o dorință foarte reală - de a ajunge la o stea în afara sistemului solar în 20 de ani - nu ar trebui doar să uimească, ci și să motiveze incredibil. Din fericire, atât primul, cât și al doilea sunt din abundență în știința modernă.
NIKOLAY KHIZHNYAK
