Пробив на Starshot към Алфа Кентавър

Снимка чрез BreakthroughInitiatives.org.

Мечтата за пътуване до звездите е жива и здрава. Концепцията на художника чрезBreakthroughInitiatives.org.


Този месец руският високотехнологичен милиардер Юрий Милнър и други обявиха Breakthrough Starshot, план да похарчат 100 милиона долара, за да направят следваща крачка напред към звездното пътуване в наше време. Те ще използват средствата, за да започнат проучвания за доказателство на концепцията за мисия на 100 милиона мили в час на прелитане до следващата най-близка звездна система, Алфа Кентавър, разположена на около 4 светлинни години или 25 трилиона мили (40 трилиони км). Те ще търсят потвърждение, че е възможно да се използва светлинен лъч от 100 гигавата за задвижване на около 1000 свръхлекинанокрафтдо 20 процента от скоростта на светлината. Ако се окаже възможно, този флот от нанозвезди може да достигне до Алфа Кентавър в рамките на около 20 години от старта.

Поради ограничената скорост на движение на светлината (включително радиовълни), тогава щяхме да изчакаме още 4 години, за да чуем отговор от всеки нанокрафт, който успешно премина през системата Алфа Кентавър.


Този план за изстрелване на човешки кораби в необятните пространства се ръководи от същата организация, която през юли 2015 г. обявибезпрецедентни нови усилия от 100 милиона доларав Търсенето на извънземен разум (SETI).На нейния уебсайт, Breakthrough Initiatives се описва като:

... програма за научно и технологично проучване, изследваща големите въпроси на живота във Вселената: Сами ли сме? Има ли обитаеми светове в нашия галактически квартал? Можем ли да направим големия скок към звездите? И можем ли да мислим и да действаме заедно - като един свят в космоса?

Пийт Уордън, бивш директор на изследователския център на НАСА AMES, ще ръководи Breakthrough Starshot, съветван от комитет от звездни учени и инженери. Таблото се състои от Юрий Милнър, физик Стивън Хокинг и Марк Зукърбърг от Facebook. Ан Друян, Фрийман Дайсън, Мей Джемисън и Ави Лоб също участвахав съобщениетов обсерваторията One World в Ню Йорк на 12 април 2016 г.

Руският милиардер Юрий Милнър. Изображение чрез Rusnanotekh.com

Юрий Милнър е основен финансиращ инициативите за пробив. Той е бил ранен инвеститор във Facebook и Twitter и е финансирал други големи начинания, например най -голямата награда в света в областта на биомедицината и науките за живота, наречена награда за пробив. Изображение чрезRusnanotekh.com


Алфа Кентавър А, Алфа Кентавър В и Проксима Кентавър съставляват тризвездна система, въпреки че Проксима Кентавър е на разстояние 2,2 светлинни години от другите две. Изображение от Ian Morrison, via

Учените смятат, че в системата на Алфа Кентавър има 3 звезди, въпреки че Проксима Кентавър - на .2 светлинни години от другите две и действително най -близката звезда до нашето слънце - може да не е физически обвързана. Илюстрация от Иън Морисън, чрезmanyworlds.space

Въпреки че има самоедна планета, позната досегав системата Алфа Кентавър, обикалящ около Алфа Кентавър В, можете да се обзаложите, че - ако имахме за цел да изпратим нанокрафт там - астрономите ще насочат вниманието си към търсене на повече планети в тази близка звездна система.

Защо не посетихмесистемата Алфа Кентавървече? Това е така, защото 25 трилиона мили е дълъг, дълъг път оттук. Използвайки съществуващите технологии, най -бързият ни космически кораб ще изисква около 30 000 години, за да стигне до там,- каза Breakthrough Starshot.

Но всички съществуващи космически кораби са огромни и тромави за разлика от нанозвездите с грамово мащаб-дублираниStarChips- предлага се тук. Пробивният Starshot се надява да установи дали малки, леки кораби, на платна, изтласкани от светлинен лъч, могат да летят хиляда пъти по -бързо от най -бързия космически кораб, построен досега.


Това, което ми харесва в концепцията Starshot, е, че тя е наистина визионерска, прескача граници отвъд това, което беше предложено досега за пътуване със звезди, и въпреки това все още се основава на съвременната, авангардна наука и технология. Starshot предвижда изстрелване на майчин кораб, превозващ 1000 малки космически кораба на височинна орбита. Всеки плавателен съд е грамообразна вафла, носеща камери, фотонни двигатели, захранване, навигационно и комуникационно оборудване и „съставляваща напълно функционална космическа сонда“, казва екипът на Starshot.

Контролерите на мисии ще разгърнат нанокрафт - ще ги изпратят на път - един по един. Наземен лазерен масив, наречен aсветлинен лъчще бъдат използвани за фокусиране на светлината върху платната на корабите, за ускоряване на отделните кораби до целевата скорост „за минути“.

Снимка: Ракетен полигон Уайт Сандс/Лаборатория по приложна физика

Първа снимка на Земята от космоса, 24 октомври 1946 г., чрез Ракетен участък White Sands/Лаборатория по приложна физика.Прочетете още.Първите изображения чрез нанокрафт на системата Алфа Кентавър биха били елементарни, може би като това първо изображение на Земята?

Планът е да поставите четири камери (по два мегапиксела всяка) върху чип, който ще позволи някои елементарни изображения. Данните ще бъдат предадени обратно на Земята с помощта на прибираща се антена с дължина метър или може би дори с помощта на светлинното платно за улесняване на лазерно базирана комуникация, която може да фокусира сигнал обратно към Земята.


Пробивът Starshot каза в своя неотдавнашенизявлениече неговият план:

... носи подхода на Силиконовата долина към космическите пътувания, възползвайки се от експоненциалния напредък в определени области на технологиите от началото на 21 -ви век.

Например светлинните платна биха станали възможни чрез напредъка внанотехнологиикоито произвеждат все по-тънки и лекиметаматериали, което, Breakthrough Star каза:

... обещават да позволят производството на платна с метрови мащаби с дебелина не повече от няколкостотин атома и с грамообразна маса.

Видеоклипът по -долу показва анимация на предложенотосветлинен лъч, поетапен набор от лазери за захранване на светлинните платна, а също и за получаване на информация обратно от нанократа.

Очаква се фазата на изследване и инженерство за Breakthrough Starshot да продължи „няколко години“. Филип Любин, научен съветник по проекта,каза на Popular Science на 27 априлче в началната фаза:

... ще изградим прототип на лазерен масив в клас от 10 до 100 киловата, грам-мащабни „звездни чипове“ с изображения и други сензори и лазерна комуникационна система, и прототипни платна, както и ще изследваме многобройните технически предизвикателства пред изграждане на цялостна система.

След това разработването на крайната мисия към Алфа Кентавър ще изисква бюджет, сравним с най -големите настоящи научни експерименти. Ръководителят на проекта Пийт Уордънспоменатцифра от „около 10 милиарда долара“. Мащабните усилия ще включват:

Изграждане на наземен километров светлинен лъч на голяма надморска височина в сухи условия.

Генериране и съхранение на няколко гигаватчаса енергия на старт.

Стартиране на „майчин кораб“, превозващ хиляди нанократи до орбита на голяма надморска височина.

Възползвайки се от адаптивната оптична технология в реално време, за да компенсира атмосферните ефекти.

Фокусирането на светлинния лъч върху светлинното платно за ускоряване на отделните нанократи до целевата скорост за минути.

Отчитане на сблъсъци на междузвезден прах по пътя към целта.

Заснемане на изображения на планета и други научни данни и предаването им обратно на Земята с помощта на компактна бордова лазерна комуникационна система.

Използвайки същия светлинен лъч, който стартира нанокрафтите, за да получава данни от тях повече от 4 години по -късно.

Пробивният Starshot също планира да създаде програма за грантове за научни изследвания, за да предостави друго финансиране в подкрепа на съответните научни и инженерни изследвания и развитие. Юрий Милнър, основател на инициативите за пробив, каза:

Човешката история е един от големите скокове. Само преди 55 години ... Юрий Гагарин стана първият човек в космоса. Днес се подготвяме за следващия голям скок, към звездите.

Стивън Хокинг каза:

Земята е прекрасно място, но може да не трае вечно. Рано или късно трябва да погледнем към звездите. Пробивът Starshot е много вълнуваща първа стъпка по това пътуване.

Пит Уордън каза:

Вдъхновяваме се от Восток, Вояджър, Аполон и други големи мисии. Време е да започнем ерата на междузвездния полет, но трябва да държим краката си на земята, за да постигнем това.

В крайна сметка: Breakthrough Starshot-част от инициативите за пробив-обяви план през април 2016 г., за да изпрати граммащанна нанозвезда на мисия до Алфа Кентавър, следващата най-близка звездна система. Планът включва време за пътуване до тази звездна система от само 20 земни години. През следващите години бяха инвестирани 100 милиона долара за проучвания за доказателство на концепцията.