Žmonija turi priemonių paleisti zondus į orbitą aplink šalia esančių žvaigždžių. Bet ar turime reikiamos kantrybės?
Tarpžvaigždinės kelionės, daugelį metų buvusios mokslinės fantastikos kupoloje, šiandien galėtų tapti realybe - jei tik būtų pinigų. Už maždaug 100 milijonų dolerių klientas iš tikrųjų gali nusipirkti naujausią komercinę raketą ir keliauti už saulės sistemos ribų. Čia svarbiausia kantrybė. Jei tokia raketa bus paleista rytoj į artimiausią paskirties uostą - potencialiai gyvenamąją egzoplanetą „Proxima b“, neseniai atrastą trijų žvaigždžių sistemoje „Alpha Centauri“4 šviesmečių atstumu nuo Žemės - skrydis užtruks 80 000 metų.
- „Salik.biz“
Užuot išleidęs 100 milijonų dolerių tokiam lėtam transportui, milijardierius verslininkas Jurijus Milneris praėjusių metų balandį pareiškė, kad išleis tuos pačius pinigus, kad sugalvotų kitą būdą patekti į „Alpha Centauri“sistemą per tokį laiką, kuris neviršytų žmogaus gyvenimo ribos. Projektu, pavadinimu „Breakthrough Starshot“, visame pasaulyje norima nutolti nuo raketų lengvos burės naudai - ploniausio veidrodinio paviršiaus, varomo lazerio spinduliais, kad jis paspartėtų per kosmosą. Preliminariuose šio projekto planuose numatyta naudoti įprastas raketas, per kurias jau 2040-ųjų pradžioje Žemės orbitoje planuojama įrengti tūkstančius keturių metrų lengvų burių, kurių kiekviena sveria tik po vieną gramą. Burėse bus centimetrai lustų su įmontuotomis kameromis, jutikliais, reaktyviniais varikliais ir baterijomis. Kiekvienas ultralengvasis erdvėlaivis bus nukreiptas iš Žemės orbitos į Alfa Kentauro sistemą, naudojant 100 gigavatų žemės lazerį, esant 20 procentų šviesos greičiui. Šiuo atveju tarpžvaigždinis skrydis užtruktų tik 20 metų, o zondai būtų pasiekę Alfa Kentaurą 2060-aisiais.
Tačiau šie dideli greičiai kainuoja nemažus pinigus. Net patys kukliausi „Starshot“projekto vertinimai gerokai viršija Milnerio pradinius 100 milijonų dolerių - šiam projektui gali prireikti 10 milijardų dolerių per kelis dešimtmečius ar dar daugiau, daugiausia dėl milžiniškų antžeminių lazerių įrengimo išlaidų. Greičiausiai nebus įmanoma išsiversti be vyriausybės pagalbos ir tarptautinio bendradarbiavimo. Be to, lengvos burės, kurios išgyvens 20 metų reisą, per Kentauri sistemą plauks taip žaibiškai, kad joms užteks tik kelių sekundžių, kad gautų makro fotografijas ir kitus duomenis apie „Proxima b“ir bet kurias kitas šalia jo esančias planetas. O kol zondai pasislinks į tarpžvaigždinę tamsą, šviesos burės bandys perduoti brangią informaciją į Žemę lazerio spinduliais,kurio galia neviršija įprasto mobiliojo telefono signalo stiprumo.
Lėta kelionė į žvaigždes
Kai kurie kritikai šį nerimastingą „Alpha Centauri“persekiojimą laiko bloga investicija. „Kai išgirdome apie„ Starshot “projektą, mums buvo nemandagu išleisti tokius pinigus skraidymo misijai, kuriai prireiks kelių dešimtmečių ir prireiks kelių sekundžių fotografavimui“, - sako nepriklausomas tyrėjas Michaelas Hippke iš Vokietijos. Bendradarbiaudamas su Rene'u Helleriu, Max Plancko saulės sistemos tyrimų instituto Getingene astrofiziku, Hippke sukūrė alternatyvią skrydžio programą, kuri, jo teigimu, duos daugiau mokslinės naudos ir kainuos mažiau. Užuot sukūrę kelių milijardų dolerių vertės lazerinę sistemą, kad būtų galima pagreitinti mažus šviesos burus iki beveik šviesos greičio ir juos vieną kartą nuskraidinti, Heller ir Hippke siūlo naudoti tik starlight, kad didesnės burės mažesniu greičiu būtų siunčiamos visoms trims „Alpha Centauri“sistemos žvaigždėms su galimybe „parkuotis“orbitose. Jų išvados bus paskelbtos vasario 1-osios „Astrophysical Journal Letters“numeryje.
Jų pasiūlymų esmė yra naudoti ne tik saulės spindulius, kad paspartintų šviesos burės, išeinančios iš mūsų sistemos, bet ir trijų Alfa Kentauro sistemos žvaigždžių šviesą ir sunkumą skrydžio pabaigoje. Helleris ir Hippke paskaičiavo, kad tokią kelionę būtų galima nuveikti mintyse įsimenančiai mažo tankio burėje, sveriančioje apie 100 gramų ir užimančioje 100 tūkstančių kvadratinių metrų plotą (tai yra apie 15 futbolo aikščių!). Šis burių dizainas atrodo įmanomas atsižvelgiant į greitą medžiagų mokslo plėtrą. Palaipsniui koreguodamas kampą, artėjant prie žvaigždžių, kad gautų didesnį pastarųjų slėgį, tokia burė gali išvystyti pakankamą greitį, kad galėtų įsitvirtinti bet kurioje sistemos orbitoje.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Kad ir kaip būtų keista, norint pasiekti potencialiai gyvenamąją planetą „Proxima b“, tokioms „fotografavimo“pagalbinėms sistemoms, pirmiausia, reikia nusiųsti lengvą burę į ryškias saulės spindulius primenančias žvaigždes „Alfa Centauri A“ir „Alfa Centauri B“, nepaisant to, kad jos yra dar du trilijonus kilometrų toliau atokiau nuo mūsų nei mažesnė ir silpnesnė tėvynės žvaigždė „Proxima b“- „Proxima Centauri“. Taip yra dėl lėtėjimo, kurį sukelia aukštas Alfa Kentauro žvaigždžių A ir B radiacijos slėgis, todėl greitesnis požiūris į bet kokio dydžio lengvų burių sistemą. Dviejų žvaigždžių spinduliuotė turi ribą; jei didžiulė Hellerio ir Hippke burė pasieks didesnį nei 4,6 procento šviesos greitį, ji tiesiog praleis pro šalį. Jie skaičiuoja, kad skrydis į A ir B alfa Kentaurus užtruks beveik šimtmetį.paskui dar 50 metų kelionė į galutinę kelionės tikslą - stabilią orbitą aplink Proxima.
„Jūsų kelionė užtruktų 7 kartus ilgiau nei 20 metų trukusi„ Starshot “misija, tačiau jūs galėtumėte skirti keletą metų ir net dešimtmečius nuodugniems tyrimams, o ne per kelias sekundes“, - sako A. Heller. Palyginęs tyrimų laiko ir kelionės laiko santykį abiem atvejais, Helleris priduria: „„ Starshot “galėtų atlikti tik šimtą milijoninės visos misijos dalies tyrimams vietoje, o mes galėtume panaudoti apie šimtą, arba milijoną kartų daugiau“. Be to, burės paleidimui naudojant saulės spindulius, ši parinktis pašalina poreikį statyti kelių milijardų dolerių vertės lazerinį bloką.
Ir vis dėlto jų siūloma 150 metų kelionė negali prasidėti rytoj. Hellerio ir Hippke'o pasiūlyme, be kita ko, numatyta reta žvaigždžių konfigūracija „Alpha Centauri“sistemoje, kuri įvyksta tik kartą per 80 metų, kai visos jų orbita yra toje pačioje plokštumoje, kertant bet kurio zondo trajektoriją iš mūsų saulės sistemos. Kitą kartą tai įvyks 2035 m., Tačiau per tokį trumpą laiką nė viena burė net negali priartėti prie sistemos. Helleris ir Hippke siūlo laukti kito tokio „suderinimo“2115 m.
Siųsdamas savo burę tiesiai į „Proxima Centauri“, Helleris sakė, kad reikės silpnesnio kosminio greičio dėl silpno radiacijos slėgio ir mažosios iš dviejų žvaigždžių sustojimo jėgos, o tai lemia, kad bendras skrydžio laikas siekia visą tūkstantmetį.
Kantrybės prašau
Hippke mato kelių kartų misiją, kurios pabaigos taškas orbitoje aplink Alfa Kentaurą yra verta laukti, net jei niekada nemato, kad ji sugrįš. „Mūsų vaikai ir anūkai gaus nuostabias nuotraukas iš šių kosminių zondų. Tik įsivaizduokite svetimas upes, ugnikalnius ir galbūt net egzotišką gyvenimą! “Pasirinkus šimtmečio trukmės misiją, atsiveria galimybės studijuoti ir kitas šalia esančias ryškias žvaigždes, sako Hippke. Pvz., Didžioji žvaigždė Sirius yra tik du kartus toliau nei Alfa Kentauras - tačiau kadangi ji šviečia maždaug 25 kartus ryškiau nei Saulė, jos slopinamasis radiacijos slėgio poveikis yra stipresnis ir tai užtikrins greitesnį lengvųjų burių priėjimą prie jos. Vis dėltoGalimybė nusiųsti lengvus burus į daugelio netoliese esančių žvaigždžių orbitą rodo, kad ateinančios kartos gali natūraliai daryti išvadą artimiausiais „Starshot“misijos tikslais.
Nepaisant visų šių pranašumų, Avi Loeb, Harvardo universiteto astronomas ir projekto „Breakthrough Starshot“mokslinio patariamojo komiteto pirmininkas, nėra įsitikinęs, kad šis alternatyvus pasiūlymas suteikia realių pranašumų prieš „Starshot“planą naudoti gigavatų klasės lazerį mažoms burėms siųsti į žvaigždes. … „Norint pasiekti beveik šviesos greitį naudojant žvaigždinę šviesą, reikia labai plonos burės“, - sako Loebas ir pažymi, kad kuo mažesnis saulės spindulių slėgis, tuo mažesnis lengvos burės tankis turėtų būti. Hippke ir Heller teigia, kad teoriškai jų burės galėjo būti pagamintos iš ypač lengvų, ypač tvirtų medžiagų, tokių kaip grafenas, tačiau Loebas abejoja, ar sukūrus grafeno lakštą tarpžvaigždiniam zondui būtų keli atomai, storis ir 100 mm.000 kvadratinių metrų bus lengviau nei pastatyti didžiulį lazerių įrenginį. „Toks paviršius yra mažesnio laipsnio nei šviesos bangos ilgis, kurį jis turėtų atspindėti, ir todėl jo atspindžio laipsnis bus mažas“, - sako Loeb. "Neįmanoma sumažinti svorio keliais dydžiais, išlaikant burės medžiagos tvirtumą ir atspindžio koeficientą." Kitaip tariant, 100 000 kvadratinių metrų grafeno burė gali būti per niūri realioms kelionėms į kosmosą. Be to, „Starshot“projekto planuose yra paleisti ne vieną, o tūkstančius burių ir net jei kiekvienas zondas, sėkmingai perėjęs tarpžvaigždinę erdvę, panoraminiams vaizdams gautų tik kelias sekundes, jų skaičius viršytų tai, ką būtų galima gauti keliais iš eilės vykstančiais skrydžiais.„Toks paviršius yra mažesnio laipsnio nei šviesos bangos ilgis, kurį jis turėtų atspindėti, ir todėl jo atspindžio laipsnis bus mažas“, - sako Loeb. "Neįmanoma sumažinti svorio keliais dydžiais, išlaikant burės medžiagos tvirtumą ir atspindžio koeficientą." Kitaip tariant, 100 000 kvadratinių metrų grafeno burė gali būti per niūri realioms kelionėms į kosmosą. Be to, „Starshot“projekto planuose yra paleisti ne vieną, o tūkstančius burių ir net jei kiekvienas zondas, sėkmingai perėjęs tarpžvaigždinę erdvę, panoraminiams vaizdams gautų tik kelias sekundes, jų skaičius viršytų tai, ką būtų galima gauti keliais iš eilės vykstančiais skrydžiais.„Toks paviršius yra mažesnio laipsnio nei šviesos bangos ilgis, kurį jis turėtų atspindėti, ir todėl jo atspindžio laipsnis bus mažas“, - sako Loeb. "Neįmanoma sumažinti svorio keliais dydžiais, išlaikant burės medžiagos tvirtumą ir atspindžio koeficientą." Kitaip tariant, 100 000 kvadratinių metrų grafeno burė gali būti per niūri realioms kelionėms į kosmosą. Be to, „Starshot“projekto planuose yra paleisti ne vieną, o tūkstančius burių ir net jei kiekvienas zondas, sėkmingai perėjęs tarpžvaigždinę erdvę, panoraminiams vaizdams gautų tik kelias sekundes, jų skaičius viršytų tai, ką būtų galima gauti keliais iš eilės vykstančiais skrydžiais.todėl jo atspindėjimas bus menkas “, - sako Loeb. "Neįmanoma sumažinti svorio keliais dydžiais, išlaikant burės medžiagos tvirtumą ir atspindžio koeficientą." Kitaip tariant, 100 000 kvadratinių metrų grafeno burė gali būti per niūri realioms kelionėms į kosmosą. Be to, „Starshot“projekto planuose yra paleisti ne vieną, o tūkstančius burių ir net jei kiekvienas zondas, sėkmingai perėjęs tarpžvaigždinę erdvę, panoraminiams vaizdams gautų tik kelias sekundes, jų skaičius viršytų tai, ką būtų galima gauti keliais iš eilės vykstančiais skrydžiais.todėl jo atspindėjimas bus menkas “, - sako Loeb. "Neįmanoma sumažinti svorio keliais dydžiais, išlaikant burės medžiagos tvirtumą ir atspindžio koeficientą." Kitaip tariant, 100 000 kvadratinių metrų grafeno burė gali būti per niūri realioms kelionėms į kosmosą. Be to, „Starshot“projekto planuose yra paleisti ne vieną, o tūkstančius burių ir net jei kiekvienas zondas, sėkmingai perėjęs tarpžvaigždinę erdvę, panoraminiams vaizdams gautų tik kelias sekundes, jų skaičius viršytų tai, ką būtų galima gauti keliais iš eilės vykstančiais skrydžiais.000 kvadratinių metrų gali būti per daug nerūpestinga kelionėms į kosmosą. Be to, „Starshot“projekto planuose yra paleisti ne vieną, o tūkstančius burių ir net jei kiekvienas zondas, sėkmingai perėjęs tarpžvaigždinę erdvę, panoraminiams vaizdams gautų tik kelias sekundes, jų skaičius viršytų tai, ką būtų galima gauti keliais iš eilės vykstančiais skrydžiais.000 kvadratinių metrų gali būti per daug nerūpestinga kelionėms į kosmosą. Be to, „Starshot“projekto planuose yra paleisti ne vieną, o tūkstančius burių ir net jei kiekvienas zondas, sėkmingai perėjęs tarpžvaigždinę erdvę, panoraminiams vaizdams gautų tik kelias sekundes, jų skaičius viršytų tai, ką būtų galima gauti keliais iš eilės vykstančiais skrydžiais.
Didžiausias iššūkis, pasak Loebo, yra tai, ar ambicingi kelių kartų projekto planai išgyvens neišvengiamą susidūrimą su žmogaus gyvenimo trapumu. „Jei nepaisysite kelionės ilgio, visada galite naudoti įprastas raketas ir patekti į Alfa Kentauro sistemą su mažais nuostoliais per 80 000 metų“, - sako jis. „Bet žmonės, dirbantys prie„ Starshot “projekto, yra ambicingesni. Mes norime ten patekti per savo gyvenimą “.
Lee Billingsas