CZY NAPRAWDĘ MOŻEMY DOSTAĆ SIĘ DO ALPHA CENTAURI?

Send

W poprzednim odcinku powiedziałem, że podróżowanie po Układzie Słonecznym jest wystarczająco trudne, podróż do innego układu gwiezdnego w naszym życiu jest wręcz niemożliwa. Wielu z was powiedziało, że był to najbardziej przygnębiający odcinek, jaki kiedykolwiek zrobiłem.

Odległość do Plutona wynosi średnio około 40 jednostek astronomicznych. To 40-krotna odległość od Słońca do Ziemi. A New Horizons, najszybszy statek kosmiczny podróżujący w Układzie Słonecznym, potrzebował około 10 lat na podróż.

Odległość do Alpha Centauri wynosi około 277 000 jednostek astronomicznych (lub 4,4 lat świetlnych). To około 7000 razy dalej niż Pluton. Nowe Horyzonty mogłyby odbyć podróż, gdybyś był gotów czekać około 70 000 lat. To około dwa razy tyle, ile będziesz gotów czekać na Half Life 3.

Ale mój film wyraźnie wywarł wpływ na dzielny zespół naukowców zajmujących się rakietami, przedsiębiorców i fizyków, którzy nie mają w swoim osobistym słowniku miejsca na słowo „niemożliwe”. Wyzwanie przyjęte, powiedzieli sobie.

Na początku kwietnia 2016 r., Zaledwie 8 miesięcy po tym, jak powiedziałem, że prawdopodobnie nigdy się to nie wydarzy, miliarder Yuri Milner i sławny fizyk Stephen Hawking ogłosili strategię wysłania statku kosmicznego do innej gwiazdy w ciągu naszego życia. Na twoją twarz Fraser powiedzieli ... na twoją twarz.

Projekt będzie się nazywał Przełom Starshot, a kieruje nim Pete Worden, były dyrektor Centrum Badań AMES NASA - ludzie pracujący nad napędem warp.

Zespół ogłosił, że wydaje 100 milionów dolarów na zbadanie technologii potrzebnej do wysłania statku kosmicznego do Alpha Centauri, podróż w ciągu zaledwie 20 lat. W ten sposób mogą zrewolucjonizować sposób, w jaki statek kosmiczny porusza się po naszym Układzie Słonecznym.

Więc jaki jest plan? Zgodnie z zapowiedziami zespół planuje stworzyć maleńki statek kosmiczny z żaglem świetlnym i przyspieszyć go do 20% prędkości światła za pomocą laserów. Tak, wszystko jest lepsze dzięki laserom.

W przeszłości rozmawialiśmy o żaglach słonecznych, ale sedno polega na tym, że fotony światła mogą nadawać pęd, gdy się odbijają. To niewiele, ale jeśli dodasz ogromną liczbę fotonów, wpływ może być znaczny. A ponieważ fotony te poruszają się z prędkością światła, maksymalna prędkość dla statku kosmicznego teoretycznie jest po prostu mniejsza od prędkości światła (dzięki względności).

Możesz uzyskać te fotony od Słońca, ale możesz je również uzyskać z ukierunkowanej wiązki laserowej, zaprojektowanej do wypełniania żagli fotonami, bez faktycznego topienia statku kosmicznego.

W przeszłości inżynierowie mówili o żaglach słonecznych o średnicy tysięcy kilometrów, wykonanych z gossamerowych arkuszy materiału odblaskowego. Masz w głowie ten masywny, skomplikowany żagiel?

Teraz myśl mniej. Statek kosmiczny Starshot będzie mierzył zaledwie kilka metrów średnicy i grubość zaledwie kilku atomów. Żagiel ciągnąłby wówczas mikroskopijny ładunek instrumentów. Mały układ scalony, zdolny do gromadzenia danych i przesyłania informacji - nazywane są Starchips. Za mało miejsca na kwatery załogi z niedźwiedziem wodnym.

Przy tak niskiej masie potężny laser powinien być w stanie przyspieszyć je do 20% prędkości światła niemal natychmiast, dzięki czemu podróż do Alpha Centauri zajmuje tylko około 20 lat.

Ponieważ każdy Starshot może kosztować tylko kilka dolarów, firma może wyprodukować tysiące i tysiące, umieścić je na orbicie, a następnie zacząć dodawać je do różnych gwiazd.

Do pokonania są oczywiście ogromne przeszkody inżynieryjne.

Pierwszą jest gęstość ośrodka międzygwiezdnego. Chociaż między gwiazdami jest prawie całkowicie pusta, od czasu do czasu występują cząsteczki pyłu. Zwykle nieszkodliwe Gwiezdne strzały uderzyłyby w nie z prędkością 20% prędkości światła, co byłoby katastrofalne.

Drugi problem polega na tym, że jest to podróż w jedną stronę. Gdy osiągnie prędkość światła o 20%, nie będzie już możliwości spowolnienia statku kosmicznego (chyba że alfa-centaury mają zainstalowany system hamowania). Wyobraź sobie rozmycie ruchu i problemy z celowaniem, gdy próbujesz robić zdjęcia z relatywistycznymi prędkościami.

Trzeci problem, który jest duży, polega na tym, że miniaturyzacja statku kosmicznego oznacza, że nie można mieć dużego nadajnika. Komunikacja przez lata świetlne wymaga dużo mocy. Może podłączą się do jakiegoś rodzaju macierzy i podzielą zapotrzebowanie na moc lub wykorzystają lasery do komunikacji. Może przekażą dane z powrotem jak łańcuch Daisy Voltron.

Chociaż pomysł podróży do innej gwiazdy może dziś wydawać się zbyt ambitny, technologia ta ma wiele sensu podczas eksploracji w naszym Układzie Słonecznym. Moglibyśmy naprawić małe statki kosmiczne do Wenus, Marsa, planet zewnętrznych i ich księżyców - nawet głęboko w Pas Kuipera i całkowicie niezbadaną chmurę Oort. Moglibyśmy mieć cały Układ Słoneczny na zablokowaniu eksploracji w ciągu zaledwie kilku dekad.

Nawet jeśli misją w Alpha Centauri jest obecnie science fiction, ta miniaturyzacja będzie sposobem, w jaki dowiemy się więcej o Układzie Słonecznym, w którym żyjemy. Chodźmy!