Nasze ambicje eksploracji kosmosu zaprowadziły nas na Księżyc, statki kosmiczne na Marsa, a statki kosmiczne do najdalszych zakątków Układu Słonecznego. Ale czy ludzie lub statki kosmiczne mogą dotrzeć do Alpha Centauri, układu gwiezdnego najbliższego naszej planecie?
Alfa Centauri ma około 4,4 metra długości Lata świetlne (około 25 bilionów mil, czyli 40 bilionów kilometrów) od Ziemi i jest domem dla trzech oddzielnych gwiazd. Najbliższa gwiazda, Proxima Centauri, również zawiera egzoplanetę, która według naukowców może być Warunki niezbędne do życia.
Jednak dotarcie do tego układu gwiezdnego nie będzie łatwym zadaniem. NASA szacuje, że użycie wahadłowca kosmicznego, takiego jak wycofany obecnie z użytku 38-metrowy wahadłowiec NASA, OdkrycieTo zajmie Prawie 150 tysięcy lat Aby dotrzeć do Alfa Centauri.
Gdyby ludzie potrafili podróżować z prędkością światła, moglibyśmy dotrzeć do Alfa Centauri w ciągu czterech lat. Jednak prawa fizyki mówią, że tylko bezmasowe cząstki światła zwane fotonami mogą osiągnąć tę kosmiczną prędkość. Tak więc, chociaż ludzie nigdy nie dotrą do Alfa Centauri, możliwe jest, że statek kosmiczny zaprojektowany tak, aby osiągał znacznie mniejszy ułamek prędkości światła, dotrze do tych gwiazd w ciągu życia człowieka. Aby naukowcy mogli mieć nadzieję na osiągnięcie przez statek kosmiczny maksymalnej prędkości, będą potrzebowali czegoś znacznie mniejszego niż Discovery.
Marshalla EubanksaDyrektor generalny startupu Space Initiatives Inc. i członek programu NASA Innovative Advanced Concepts Program badają sposoby zdalnego odwiedzania gwiazdy Proxima Centauri przy użyciu rojów statków kosmicznych wielkości pikometrów. (Pikometr to bilionowa część metra.)
Powiązany: Jak wyglądaliby kosmici?
„Jesteśmy w trakcie prawdziwej rewolucji w lotach kosmicznych i eksploracji kosmosu przy użyciu bardzo małych systemów” – Eubanks powiedział w e-mailu Live Science. „Chociaż pojedyncze małe statki kosmiczne nie będą tak wydajne, jak większe statki kosmiczne, takie jak Voyager, czas ich rozwoju jest znacznie krótszy i są stosunkowo niedrogie”.
Mniejsze statki kosmiczne wymagają również mniej energii do napędzania, co może stanowić główną zaletę w zwiększaniu ich prędkości.
Eubanks nie jest jedyną firmą zajmującą się tego typu badaniami. Rozpoczęły się Przełomowe Inicjatywy Projekt Starshot W 2016 roku statki kosmiczne o rozmiarach nanometrowych zostały zintegrowane z lekkimi żaglami W 2017 rNASA rozpoczęła finansowanie własnego projektu, którego celem jest wystrzelenie misji Alfa Centauri do 2069 r100 lat po Apollo 11.
Chociaż małe statki kosmiczne są łatwiejsze do przyspieszenia niż większe sondy, same konwencjonalne źródła paliwa nie są wystarczająco mocne ani wystarczające, aby rozpędzić te pojazdy do prędkości bliskiej prędkości światła. Zamiast tego, Filip LubinPojazdy te prawdopodobnie opierałyby się na świetle, powiedział Live Science John Kerry, profesor fizyki na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Barbara, którego pomysły dotyczące podróży międzygwiezdnych zainspirowały zespół Starshot.
Energia słoneczna
Lubin twierdzi, że prędkość w kosmosie wymaga, aby pojazd był mały i miał małą masę. Jedną z głównych zalet napędu optycznego jest to, że jest on bezmasowy. Natomiast konwencjonalne paliwo rakietowe wytwarza ciąg, przekształcając ciężkie paliwo w energię w drodze jego spalania. Dzięki żaglowi słonecznemu zasilanemu światłem słonecznym lub żaglowi fotonowemu zasilanemu światłem lasera uzyskasz całą moc bez żadnego ciężaru.
Lupin powiedział, że można to porównać do rzucania piłką w kartkę papieru. Kiedy piłka uderza w papier, wywiera siłę, powodując, że papier odbija się lub odpycha. Podobnie, Pęd niesiony przez światło jest przenoszony do statku kosmicznego, powodując jego odbicie i przyspieszenie.
„System to gigantyczna latarka – gigantyczny układ laserowy [on Earth]„Jeśli statki kosmiczne to żaglówki, to światło lasera jest wiatrem w ich żaglach” – powiedział Lupin.
Technologia potrzebna do stworzenia i przetestowania tych pojazdów, np. sprzęt komunikacyjny wystarczająco mały, aby zmieścił się w ich wnętrzu, jest wciąż w fazie rozwoju. Nie ma jednak fizycznego powodu sądzić, że taki statek kosmiczny nie mógłby wykonać przelotu w pobliżu Alfa Centauri, mówi Lubin.
Misja ta mogłaby zachowywać się bardzo podobnie do sond Voyager 1 i 2, przesyłając z powrotem na Ziemię obrazy układu gwiezdnego o wysokiej rozdzielczości, a niektóre z nich mogą zawierać nasze pierwsze spojrzenie na potencjalnie nadającą się do zamieszkania planetę Proxima Centauri.
Choć Lubin podkreślił, że podróż do Alfa Centauri będzie przedsięwzięciem długoterminowym, Eubanks wyraził pewność, że w tym stuleciu można poczynić znaczne postępy.
„Myślę, że dotrzemy do układu Alpha Centauri, wystrzeliwując małe sondy w latach czterdziestych XXI wieku, a tym samym w latach sześćdziesiątych XXI wieku” – powiedział Eubanks. „Możliwe jest wystrzelenie znacznie większych sond do końca stulecia, ale pod warunkiem, że takowych nie będzie znaczące przełomy.” „Wierzę, że misje załogowe, oczekiwane w fizyce napędu, będą ważne przez następne stulecie”.
„Odkrywca. Nieprzepraszający przedsiębiorca. Fanatyk alkoholu. Certyfikowany pisarz. Wannabe tv ewangelista. Fanatyk Twittera. Student. Badacz sieci. Miłośnik podróży.”
More Stories
Jak czarne dziury stały się tak duże i szybkie? Odpowiedź kryje się w ciemności
Według skamieniałości prehistoryczna krowa morska została zjedzona przez krokodyla i rekina
Wystrzelenie rakiety Falcon 9 firmy SpaceX zostało wstrzymane ze względu na zbliżanie się dwóch głównych misji załogowych lotów kosmicznych