Žvelgiant į kosminę skalę, žmonija gyvena mažame smėlio grūde, plūduriuojančiame neįtikėtinai giliame vandenyje. Didžioji erdvės erdvė atskiria net artimiausias žvaigždes, užtikrindama, kad, jei bet kuri protinga gyvenimo forma bandytų skleisti visą galaktiką, tai reikštų daug pastangų, kad įveiktų tarpžvaigždines jūras.
Žiūrėdami į žvaigždes, tikėdamiesi, kad vieną dieną galėsime juos aplankyti, daugelis teigia, kad tarpžvaigždinė kelionė neįmanoma. Galiausiai artimiausia žinoma žvaigždė sistema yra daugiau nei 4 šviesmečiai nuo Žemės.
Apsvarstykime akimirką: šviesa užtruks 8 minutes ir 20 sekundžių, kad važinėtų iš Saulės paviršiaus į mūsų planetos atmosferą. Todėl, pažvelgę į Saulę, žinau, kad saulės šiluma, kurią pajusite ant veido, keliavo 90 mln. Mylių per tarpplanetinę erdvę ir beveik 9 minutes atvyko į jūsų odą.
Tačiau šviesa trunka apie ketverius su puse metų, kad iš mūsų Saulės išvažiuos į Alpha Centauri, artimiausią žvaigždės sistemą, esančią už mūsų saulės sistemos, kad padengtų 26 trilijonus mylių tarpžvaigždinės erdvės. Dabar turime tokio masto idėją; jei išsiųsime kosminį laivą į „Alpha Centauri“, naudodami šiuo metu mums prieinamus varomuosius būdus, tai užtruks apie 80 000 metų. Todėl nenuostabu, kad mes jaučiame karantiną tarp kosminės tuštumos.
Kaip matome, tarpžvaigždinė kelionė nėra tokia lengva įvykdyti ir yra istorinis iššūkis, ir norint, kad tai būtų įmanoma, reikės imtis pasaulinių pastangų. Ir vis daugiau mokslininkų supranta, kad iš tikrųjų tai visiškai įmanoma.
Taigi, kai antradienį, 55-ąsias Juri Gagarino pradžios kosmose pradžios jubiliejaus dieną, buvo padarytas pareiškimas apie „Starshot“ proveržį, pasaulis staiga sužinojo, kad yra inžinierių, mokslininkų, futurologų ir verslininkų, kurie mato ateitį, kurioje žmonija imsis šį svarbų žingsnį į nežinomų žmonių gelmes, siunčiant mažų mokslinių tyrimų robotų parką į šią „neįmanoma“ paskirties vietą - Alpha Centauri. Be to, britų sunkiosios teorinės fizikos Stephen Hawking stengiasi stiprinti savo pastangas, o Rusijos milijardierius Yuri Milner projekto pradžioje investuoja iki 100 mln. Į valdybą įeina įžymūs asmenys, tokie kaip Markas Zuckerbergas, o projektą vadovaus buvęs NASA Ameso tyrimų centro „Pete Warden“ direktorius. Tai, žinoma, nėra pirmasis projektas, nagrinėjantis tarpžvaigždinių kelionių klausimą. Žvaigždžių žvaigždės šuoliai daugelį dešimtmečių buvo mokslinės fantastikos siužetų maistas, tačiau pirmasis svarbus planas atsirado Didžiosios Britanijos tarplaboratorinėje visuomenėje 1970-aisiais, o tai paskatino projektą Daedalus - baisų nepilotuojamą tarpžvaigždinį laivą. Empire State Building. Didelė Daedalus masė atsirado dėl didelio kuro kiekio, kuris būtų reikalingas transporto priemonei paspartinti ir stabdyti, kai tik pasiekia savo paskirties vietą. Studijuodamas tarpžvaigždinę erdvę, Daedalus atsiuntė galingą signalą: atsiųskite didelį laivą arba net nesvarstykite kelionės.
Šiuo atveju erdvėlaivis bus pradėtas naudoti branduolinio sprogimo serijomis, naudojant šaltojo karo metu sukurtą metodą, vadinamą judesiais dėl branduolinių impulsų. Ši koncepcija suteikė daug, daugiausia tai, kas tapo proveržio technologija ir didžiulis pasiekimas medžiagų tyrimų srityje ateityje ir leido sukurti tokią transporto priemonę.
Šiuo metu tarptautinė mokslininkų ir inžinierių komanda tęsė Daedalus darbą, permąstydama šį pradinį bandymą pelno nesiekiančioje grupėje Icarus Interstellar, kuris prasidėjo kaip Icarus (Daedalus sūnus) projektas. Icarus dabar turi keletą projektų, kurių vienintelis galutinis tikslas yra: perkelti žmoniją į žvaigždes ir įveikti technologines ir socialines bei ekonomines kliūtis.
Buvo keletas rimtai finansuojamų pastangų toliau plėtoti tarpžvaigždines technologijas, tačiau tai pasikeitė 2011 m., Kai JAV mokslinių tyrimų agentūra „DARPA“ ir „NASA“ paaukojo $ 500,000, kad pradėtų 100 metų Starship projektą, kuriam vadovauja buvęs NASA astronautas Mae Jemison. Tačiau tarpžvaigždinė bendruomenė niekada nematė tokios didelės finansinės paramos, kuri atneša Starshot laimėjimą - tai faktas, kuris sužavėjo tarpžvaigždinės mokslo bendruomenės narius. „Tai nuostabi“, - sakė Andreas Tziolas, „Icarus Interstellar“ įkūrėjas ir prezidentas „Discovery News“.
„Icarus Interstellar“ tikslo raktas - tai pastangos atnešti taiką tarpžvaigždinių tyrinėjimų malonumui. Tokiais nesuskaičiuojamais istoriniais pavyzdžiais žmonija šviečia, kai ji kerta sienas ir, turėdama tokius aukštus tikslus, gali sukurti proveržio ar „proveržio“ technologijas.
Įžymūs pavyzdžiai yra kosmoso lenktynės, kai politiniai idealai stumdavo Jungtines Valstijas ir Sovietų Sąjungą į orbitą, o 1969 m. Technologijos, sukurtos siekiant gauti galutinį karinį pranašumą, subrendo, kad suteiktų mums kosmoso technologijas, kurias šiandien laikome savaime suprantamomis.
Dažnai naujosios technologijos, sukurtos pakeliui į didelį tikslą, turi programų, kurios iš pradžių gali atrodyti nepagrįstos, tačiau jų nenumatytas naudojimas šiam tikslui pasiekti gali pakeisti mūsų planetą nuo švarių energijos šaltinių kūrimo iki būdų, kaip sulėtinti ir galbūt pakeisti klimato kaitą.
Paprastai, norint išspręsti problemą, gimė moksliniai tyrimai naujų technologijų srityje, o Tziolas galėjo nustatyti rimtas problemas, su kuriomis Starshot projektas turės susidurti beveik iš karto.
„Starshot“ pagrindinė idėja yra sukurti nedidelį erdvėlaivį, kuris naudos lazerio impulsą, kad pagreitintų jį iki 20 procentų šviesos greičio. Pagrindinis „Starshot“ tikslas yra pasiekti „Alpha Centauri“ vienai kartai. Šiems kosminiams laivams, vadinamiems „nanocraft“, reikės keliauti 1000 kartų greičiau nei greičiausias žmonijos pastatytas kosminis laivas. Naujasis „Horizons“ - „NASA“ kosminis laivas, kuris 2015 m. Skrido praeityje per Plutoną, per 770 000 mylių per dieną sumušė išorinę saulės sistemą. „Voyager-1“ erdvėlaivis skrido dar greičiau, apimdamas beveik milijoną mylių per dieną. Nors Alpha Centauri yra toks pat greitas, kaip Nauji horizontai ir Voyager-1, jis nepasiekė savo paskirties dešimčių tūkstančių metų. Įdomu pažymėti, kad Voyager-1 dabar yra tarpžvaigždinis zondas, palikęs mūsų Saulės heliosferos magnetinį burbulą ir šiuo metu yra vienintelis tarpžvaigždinis erdvėlaivis. Tačiau, atsižvelgiant į tai, kad atominė energija naudojanti erdvėlaivis buvo paleista 1977 m. Ir beveik keturis dešimtmečius praleido tik tarpžvaigždžių erdvėje, turime judėti greičiau. Daug greičiau.
„Starshot“ komanda tai supranta ir nuvažiavo į miniatiūrą, kad sukurtų mažų erdvėlaivių parką, kurio kiekvienas sveria ne daugiau kaip gramą. Žinoma, visų priemonių, reikalingų valdyti tokį vadovaujamą žvilgsnį, pakavimas mažu erdvėlaiviu, tokia ribota masė, gali atrodyti kvaila, bet visa ši mokslinių tyrimų veikla perkelia paradigmą nuo daugelio kitų tarpžvaigždinių sąvokų. Tai bus nedideli robotai, turintys kameras, jutiklius ir navigacijos įrangą, pritvirtintą prie plono ir lengvo burės, kuri naudos galingo antžeminio lazerio galią skristi iš Saulės sistemos į Alpha Centauri.
Tačiau, kaip nurodo Tziolas, nors lazerių technologija sparčiai juda į priekį, sunku įsivaizduoti, kokia medžiaga bus pastatyta nanocraft. Net jei jų lazeriniai burės atspindės didžiąją lazerio energiją, kuri jiems tenka, bus didžiulė šildymo problema. Atvirai kalbant, nanocraftas bus sudegintas hipotetiniu 100 gigavatų lazeriu, jei šiluma nebus spinduliuojama efektyviai. Tačiau norint spinduliuoti šilumą, nanocraftui reikės radiatorių, kurie padidins masę.
„Be aušinimo skysčio, turite spinduliuoti (šilumos) atgal į kosmosą, ir vienintelis būdas tai padaryti yra naudoti mikrobangų krosneles, ir vienintelis būdas tai padaryti yra padidinti paviršiaus plotą“, - sakė Tziolas. "Taigi jums reikia radiatorių, kurie spinduliuoja šilumą ir kurie prideda svorį ... radiatoriai gali būti metaliniai lakštai." Galbūt tai viena iš problemų, su kuriomis gimsta naujos technologijos? Galima sukurti itin lengvas, aukštos temperatūros, lengvai aušinamas medžiagas, galinčias turėti daugybę erdvės ir pramonės sričių. Kas žino.
Darant prielaidą, kad šie nanocraftai gali būti paleisti ir išsiųsti ne saulės sistemoje, jie turėtų būti labai patvarūs ir atsparūs. Tačiau 20 metų yra ilgas laikas erdvėje, ir nors tarpžvaigždinė terpė yra visiškai tuščia pagal Saulės sistemos standartus, šios transporto priemonės gali susidurti su nieko, net ir mažiausi dulkių grūdai, esantys 20 metų kelio, gali paveikti bet kurį komponentą, kaip ir didelės spartos kulka laužo porceliano puodelį. Nepamirškime, kad šie nanocraftai važiuos 20 procentų šviesos greičio - daugiau nei 130 mln. Mylių per valandą. Net jei jie yra maži, ar jiems reikės apsaugos? Galbūt, bet tai dar labiau padidins jų svorį, galiausiai juos sulėtindama.
Atsižvelgiant į dabartinį planą, misijos nesėkmė bus sušvelninta išsiunčiant milžinišką nanocraftą į misiją. Nors daugelis nanocraftų gali mirti kelyje, kai kurie gali atvykti į savo paskirties vietą.
Taigi yra jungčių veržlės ir varžtai. Tai yra būtini dalykai, kad išsiųstume nedidelę erdvėlaivį į kitą žvaigždę, bet kas ta prasme, jei negalime matyti nuotraukų? Šiam nanokraftui reikalingi siųstuvai namų duomenims siųsti, tačiau kaip šie siųstuvai turėtų būti stiprūs?
„Mano nuomone, didelė problema yra komunikacija“, - sakė „Icarus“ projekto vadovo pavaduotojas Robertas Freelandas. „Keletą Icarus projekto komandos narių praėjusiais metais kelis mėnesius praleido projektuojant„ Icarus “laivo ryšių sistemą. Turėtų būti pripažinta, kad„ Icarus “duomenų perdavimo sparta yra kelis dydžius didesnė už projektą, nes„ Icarus “sukurta visiškai sulėtinti„ Alpha Centauri “sistemą ir sukurti stotį ilgalaikėms, išsamioms pastaboms. “ Freelandas atkreipia dėmesį į tai, kad nanocraft Starshot yra suprojektuoti paprastam praėjimui per Alpha Centauri, nesikreipiant į orbitą - pagrindinis privalumas, kad jie būtų nedideli ir šviesūs. Skrydžio metu jie turės atlikti greitą stebėjimų seriją, o po kurio laiko juos siųsti namuose. Tačiau silpnėjimas (signalo kokybės praradimas) didžiuliu tarpžvaigždiniu atstumu gali būti problema su mažos galios siųstuvu, supakuotu į tokį mažą laivą.
„Jei taip yra, tuomet yra argumentų, kuriais būtų remiami didesni zondai, turintys didesnius maitinimo šaltinius“, - pridūrė jis. „Duok man naudingo krovinio kilogramą, o problema tampa šiek tiek paprastesnė. Tačiau norint padidinti apkrovą 1000 kartų, reikės šiek tiek didesnio lazerio, didesnio buriavimo, ilgesnio pagreičio laiko arba mažesnio maksimalaus greičio.“
Tuomet problemos sparčiai daugėja.
Ką apie navigaciją? Žinoma, nanocraft gali turėti mažų fotoaparatų, kurie gali veikti kaip žvaigždžių krypties ieškikliai, orientuojantys juos į teisingą kelią, bet kaip mes žinome, kada jie pasiekia Alpha Centauri? Jei fotografuosite hipotetines planetos orbitines žvaigždes, kaip šie zondai žino, kur (ir kada) tai reikia padaryti? Visada turėkite omenyje, kad nanomedžiagų atsiuntimui duomenys trunka apie 4 metus, ir mes turime išsiųsti komandą „susitikimas“ prieš ketverius metus, kol zondai pasiekia „Alpha Centauri“! Galbūt, prieš paleidžiant, turėsime kosminių teleskopų, kurie tiksliai nustatys eksoplanetus Alpha Centauri sistemoje, ir šie nanoprobai turės tam tikrą dirbtinį intelektą, kuris padės jiems išvystyti orbitus.
Ką apie praktinius klausimus, susijusius su galingu lazeriu Žemėje, spindinčiu per atmosferą? Ar tai gali būti pavojinga gamtos, oro eismo ir (galbūt) kosminiams skrydžiams? Galbūt mums reikės iš naujo apsvarstyti planą lokalizuoti šį lazerį Žemėje, galbūt turėtume rasti būdą, kaip jį pagrįsti erdvėje. Ką apie mėnulį? Problemos ir akivaizdūs draudimai gausu, tačiau bent jau tai yra pradžia. Pirmą kartą atrodo, kad pasauliniu mastu susiduriama su žvaigždžių pasiekimu, ir tai pradeda lydėti didelę pinigų sumą, kuri bus naudojama didžiuliam pažinimui tarp pagrindinių žvaigždžių mokslų. Galiausiai „Starshot“ misija negali būti netgi vadinama planu, tai yra pradinis taškas, bet tarpžvaigždinis mokslas reikalauja tokios investicijos, bent jau siekiant išbandyti teoriją ir dirbti su kylančiomis problemomis.
„Turime pradėti kažką ... susidomėjimą tarpžvaigždiniais žvalgybais, už tai kovojome“, - sakė Tziolas. „Tai yra viena iš Icarus Interstellar užduočių, kad tarpžvaigždinis tyrimas taptų įprastas, kad padidintų informuotumą.“
Tokios grupės kaip „Icarus“ nustatys problemas ir sukurs sprendimus, ieškodami naujų technologijų, kurios galėtų pakeisti mūsų gyvenimo būdą. Kadangi komercinių erdvių interesų augimas Jungtinėse Valstijose remia krovinių pristatymą į Tarptautinę kosminę stotį ir palydovus į orbitą, mes galime pamatyti pažangiosios varomosios technologijos, kurios gali pritraukti verslą ir paskatinti vaikus pradėti mokslą ir technologijas.
Tačiau yra keletas pagrindinių priežasčių, kodėl žmonija turėtų būti motyvuota plaukioti tarpžvaigždinėse jūrose. Stephen Hawking yra aiškus žmonijos krypties žvaigždžių rėmėjas, jei ateityje mūsų planeta nepavyks. „Žemė yra puiki vieta, bet ji negali trukti amžinai“, - sakė jis „Starshot“ pranešime spaudai. "Anksčiau ar vėliau mes turime pažvelgti į žvaigždes. Starshot laimėjimas yra labai įdomus pirmas žingsnis kelyje."
Nors Žemės naikinimas tikrai yra motyvacijos veiksnys, sutinku, kad mes, kaip rūšis, esame motyvuoti tyrinėti mūsų pasaulio ir mūsų intelekto ribas. Imdamiesi iniciatyvos erdvėje, tyrinėdami naujus pasaulius mūsų saulės sistemoje ir siekdami žvaigždžių, mes atskleidžiame geriausias mūsų rūšies savybes ilgai kelionei, kuri gali padėti mums suprasti savo vietą erdvėje.
