Šių metų balandį grupė verslininkų ir mokslininkų, įskaitant Stepheną Hawkingą, paskelbė ambicingą tarpžvaigždinės erdvės tyrinėjimo projektą naudojant kompaktišką pašto ženklo dydžio nanopalydovą, varomą lazeriu. Tikslas: patekti į artimiausią Saulės sistemos kaimyną - Alfa Centauri.
Jei šį mažytį erdvėlaivį bus galima pagreitinti beveik iki numatyto 1/5 šviesos greičio, tai laivas savo tikslą galės pasiekti vos per 20 metų. Bet ar gali tokio mažyčio ir trapaus prietaiso elektronika 20 metų veikti atšiaurioje erdvėje?
Pasak NASA ir Korėjos mokslo ir technologijos instituto tyrėjų, didžiausia problema, su kuria teks susidurti Hawkingo „Breakthrough Starshot“projektui, yra kosminė spinduliuotė.
Kaip ir astronautų atveju, erdvėlaiviams kas sekundę teks patirti didžiulį labai įkrautų dalelių poveikį, o tai gali padaryti rimtą žalą erdvėlaivį dengiančiam silicio dioksido sluoksniui. Esant tokiai situacijai, visi vidiniai prietaiso komponentai suges dar gerokai prieš 20 metų kosminės kelionės pabaigą.
Kaip išspręsti šią problemą? NASA mokslininkų teigimu, vienas iš variantų gali būti maršruto nustatymas aplink pavojingiausias zonas, kur foninės radiacijos koncentracija yra daug didesnė nei įprastai. Tačiau šiuo atveju misijos trukmė gali išaugti daug kartų. Be to, net ir minimalus radiacijos poveikis laikui bėgant gali padaryti rimtą žalą erdvėlaiviui.
Kitas praktiškesnis variantas gali būti zondo ir jo elektronikos ekranavimas, tikintis sumažinti kenksmingos kosminės foninės spinduliuotės poveikį. Tačiau vėlgi, pridėjus papildomą svorį erdvėlaiviui, misijos greitis sulėtės, nes didesnis erdvėlaivis negalės įsibėgėti iki norimo greičio.
Tačiau yra ir trečias būdas, kuris galėtų pasiteisinti, jei pakeliui į Alfa Kentaurį galime pastatyti nanoshipą, galintį save išgydyti nuo kosminės spinduliuotės poveikio.
„Tiesą sakant, savęs išgydymo lustų technologija egzistuoja jau daugelį metų“, - sako NASA tyrėjas Jin-Woo Han.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Klausimą galima išspręsti eksperimentiniais GAA FET („gate-all-around“) tranzistoriais, kuriuos sukūrė tarptautinė mokslininkų komanda. Jų ypatumas yra tas, kad lustai, kurių pagrindas yra šie tranzistoriai, gali atsigauti veikiami šilumos. Savo ruožtu šiluma gali būti generuojama naudojant elektros srovę. Pagrindinė mintis yra ta, kad tokia mikroschema erdvėlaivio viduje išsijungs ilgos kosminės kelionės metu kas kelerius metus. Tokių „perkrovimų“metu šilumos poveikis ją atstatys nuo radiacijos poveikio. Po atkūrimo lustas vėl įgalins ir toliau atliks savo darbą.
Atlikdami šių tranzistorių laboratorinius tyrimus, mokslininkai įsitikino, kad kaitinant juos pagrįsta „flash“atmintis gali būti atkurta iki 10 000 kartų, o DRAM - iki 1012 kartų. Žinoma, šiuo metu erdvėlaiviuose panaudojimo perspektyvų požiūriu šie tranzistoriai vis dar yra hipotetinis sprendimas. Kaip minėta pirmiau, tranzistoriai yra eksperimentiniai. Reikia naujo ir išorinio požiūrio į jų veiksmingumą. Tačiau juos sukūrusi komanda tiki, kad juos naudoti kosminėse misijose, tokiose kaip „Breakthrough Starshot“, tikrai įmanoma.
Žinoma, išspręsti problemą, kaip veikia elektronika sudėtingoje aplinkoje, yra tik dalis didesnio galvosūkio. Jei mažytis erdvėlaivis iš tikrųjų susitiks su „Alfa Centauri“, jis turės kovoti ne tik su radiacija. Šioje kelionėje susidūrimas su kosminėmis dujomis ir dulkėmis bus toks pat pavojingas.
Šių metų pradžioje „Breakthrough Starshot“tyrimų grupė pradėjo daugybę rizika pagrįstų eksperimentų ir nustatė, kad tokio mažo laivo susidūrimas su net kosminių dulkių dalelėmis būtų katastrofiškas. Tai reiškia, kad būtina dar kartą grįžti prie prietaiso apsauginio ekrano klausimo.
Kol projektas taps realybe, reikės įdėti nepaprastai daug darbo. Ir ne tik inžinerijos, bet ir mokslo. Vis dėlto visos pastangos gali būti ne veltui. Pati idėja, veikiau net ne idėja, o labai tikras noras - per 20 metų pasiekti žvaigždę už Saulės sistemos ribų - turėtų ne tik stebinti, bet ir nepaprastai motyvuoti. Laimei, tiek pirmojo, tiek antrojo šiuolaikiniame moksle gausu.
NIKOLAY KHIZHNYAK