У априлу 2016. руски милијардер Јуриј Милнер најавио је креирање Бреактхроугх Старсхот-а. Као део његове непрофитне научне организације (познате под називом Пробојне иницијативе), сврха Старсхот-а била је да осмисли нано летјелицу са светлосним једром која би могла да достигне најближи звездански систем - Алпха Центаури (ака. Ригел Кентаурус) - током нашег живота.
Од свог оснивања, научници и инжењери који стоје иза концепта Старсхот настојали су да се изборе са изазовима са којима би се таква мисија суочила. Слично томе, било је много људи у научној заједници који су такође изнели предлоге како такав концепт може да делује. Најновије долази из Института Мак Планцк за истраживање соларног система, где су двојица истраживача смислили нови начин успоравања летелице када стигне на своје одредиште.
Да бисмо рекапитулирали, концепт Старсхот укључује малу, нано летелицу од грама која се вуче светлосним једром. Користећи земаљску ласерску матрицу, ово би се светлосно једро убрзало до брзине од око 60 000 км / с (37,282 мпс) - или до 20% брзине светлости. С овом брзином, наноцрафт би могао да достигне најближи систем звезда до нашег - Алпха Центаури, смештеног у удаљености 4,37 светлосних година - за само 20 година.
Наравно, ово представља низ техничких изазова - који укључују могућност судара са међузвезденом прашином, правилан облик светлосног једра и чисте енергетске захтеве за напајање ласерским низом. Али једнако је важна и идеја о томе како би се такав занат успорио када стигне на своје одредиште. Ако на другом крају нема ласера који би примењивали енергију лома, како би се занављање довољно успорило да би започело проучавање система?
Управо то питање Рене Хеллер и Мицхаел Хиппке су одлучили да у својој студији одговоре на тему „Успоравање међузвезданог фотона велике брзине уђе у везане орбите у Алпха Центаури“. Хеллер је астрофизичар који тренутно помаже ЕСА-и у припреми за надолазећу ПЛАнетарне транзите и осцилације звезда (ПЛАТО) - ловац на егзопланете који је распоређен као део њиховог програма Цосмиц Висион.
Уз помоћ ИТ стручњака Мицхаела Хиппкеа, њих двоје су размотрили шта би било потребно за међузвездану мисију да досегну Алпха Центаури, и пружили су добре научне повратке по доласку. Ово би захтевало да се маневри кочења спроведу једном када стигну како свемирска летелица не би преврнула систем у трен ока. Како наводе у својој студији:
„Иако би таква међузвијездана сонда могла досећи Прокиму 20 година након лансирања, без погонског средства да је успори, систем би прешао систем за неколико сати. Овде ћемо демонстрирати како се звездасти фотонски притисци звезданог троструког Алпха Цен А, Б и Ц (Прокима) могу користити заједно са гравитацијом који помаже успоравању долазних соларних једра са Земље. "
Зарад својих калкулација, Хеллер и Хиппке проценили су да ће брод тежити мање од 100 грама (3,5 унце) и да ће бити постављен на једро површине 100 000 м² (1,076,391 квадратних стопа) у површини. Након што су ови комплетирани, Хиппке их је прилагодио у серију рачунарских симулација. На основу својих резултата, они су предложили потпуно нови концепт мисије који у потпуности не уклања потребу за ласерима.
У суштини, њихов ревидирани концепт захтевао је летјелицу аутономног активног једра (ААС), која би обезбедила сопствено покретачко и зауставно напајање. Ова летјелица развила би своје једро док је била у Сунчевом систему и користила Сунчев сунчев вјетар да га убрза до великих брзина. Једном када би стигао до система Алпха Центаури, преусмерио би своје једро тако да би долазно зрачење из Алпха Центаури А и Б имало за последицу његово успоравање.
Додатни бонус овог предложеног маневра је да је летелица, једном када је успорила до тачке да би могла ефикасно да истражује систем Алпха Центаури, могла да употреби гравитациону помоћ ових звезда да се преусмери на Прокима Центаури. Једном тамо, могао би да изврши прво помно истраживање Прокиме б - најближе егзопланети Земљи - и да утврди какви су јој атмосферски и површински услови.
Будући да је постојање ове планете први пут најавио Европски јужни опсерваториј у августу 2016. године, било је много нагађања о томе да ли би могао да буде усељив или не. Имати мисију која би могла да га испита и провери постојеће маркере - одрживу атмосферу, магнетосферу и течну воду на површини - сигурно би решило ту расправу.
Како је Хеллер објаснио у саопштењу са Института Мак Планцк, овај концепт представља прилично неколико предности, али долази са његовим уделом одмера - ни најмање што је потребно време да се дође до Алпха Центаури. „Наш нови концепт мисије могао би донети висок научни принос, али добили би га само унуци наших унука“, рекао је. „С друге стране, Старсхот делује временским периодима деценијама и могао би да се реализује у једној генерацији. Тако да смо можда могли идентификовати дугорочни концепт праћења за Старсхот. "
Тренутно Хеллер и Хиппке разговарају о свом концепту са Бреактхроугх Старсхотом да би видели да ли би био одржив. Један појединац који је надгледао њихов рад је професор Ави Лоеб, Франк Б. Баирд млађи професор науке на Харвард универзитету и председник Саветодавног одбора Фондације за пробој. Како је путем маила рекао за Спаце Магазине, концепт који су изнели Хеллер и Хиппке је вредан разматрања, али има своја ограничења:
"Ако је могуће успорити свемирску летелицу звезданом светлошћу (и гравитационом асистенцијом), тада је могуће и прво покренути истим снагама ... Ако је тако, зашто је недавно најављени пројекат Бреактхроугх Старсхот помоћу ласера и а не сунчева светлост да покрене нашу свемирску летјелицу? Одговор је да наш предвиђени ласерски низ може гурнути једра с енергетским током који је милион пута већи од локалног соларног тока.
„При коришћењу звезда за постизање релативистичких брзина потребно је користити изузетно танко једро. У новом раду Хеллер и Хиппке разматрају пример милиграма уместо једра грам-једра. За једро површине десет квадратних метара (како је предвиђено у нашој студији Старсхот концепта), дебљина њиховог једра мора бити само неколико атома. Таква површина је реда величине мања од таласне дужине светлости коју жели да рефлектује, па би њена рефлективност била мала. Чини се да није могуће смањити тежину за толико реда величине, а ипак одржати чврстину и рефлективност материјала за једро.
„Главно ограничење у дефинирању Старсхот концепта било је посјећивање Алпха Центаури током нашег животног вијека. Продужавање времена путовања ван животног века човека, као што се заговара у овом раду, учинило би га мање привлачним за укључене људе. Такође, треба имати на уму да једро мора бити праћено електроником која ће му знатно додати тежину. "
Укратко, ако време није фактор, можемо предвидети да наши први покушаји да дођемо до другог Сунчевог система могу заиста укључивати ААС који покреће и успорава соларни ветар. Али ако смо спремни да чекамо вековима да се таква мисија заврши, можда ћемо размотрити и слање ракета са конвенционалним моторима (можда чак и посадама) у Алпха Центаури.
Али ако желимо да стигнемо тамо унутар сопственог животног века, тада ће бити пут којим ће се кретати ласерски погоњено једро или нешто слично. Човечанство је провело више од пола века истражујући шта се налази у нашем дворишту, а неки од нас су нестрпљиви да виде шта је следеће!
