2015 m. Liepos 14 d Nauji horizontai misija padarė istoriją, kai tapo pirmuoju robotizuotu erdvėlaiviu, vykdančiu Plutono lakūną. 2018 m. Gruodžio 31 d. Ji vėl padarė istoriją, nes buvo pirmasis kosminis laivas, susipažinęs su Kuiperio juostos objektu (KBO) - „Ultima Thule“ (2014 m. MU69). Be to, „Voyager 2“ zondas neseniai prisijungė prie savo seseries zondo („Voyager 1“) tarpžvaigždinėje erdvėje.
Atsižvelgiant į šiuos pasiekimus, suprantama, kad dar kartą svarstomi pasiūlymai dėl tarpžvaigždinių misijų. Tačiau ką tokia misija reikštų ir ar ji net to verta? Kelvinas F. Longas, tarpžvaigždžių studijų iniciatyvos (i4iS) įkūrėjas ir pagrindinis tarpžvaigždinių skrydžių šalininkas, neseniai paskelbė dokumentą, kuriame palaikoma idėja siųsti robotų misijas į netoliese esančias žvaigždžių sistemas, kad būtų galima atlikti žvalgybą in situ.
Neseniai internete pasirodė popierius, pavadintas „Tarpžvaigždiniai zondai: astronomijos ir astrofizikos pranašumai“. Straipsnyje apibendrinta medžiaga, kurią Longas pristatys 47-ajame IAA ateities kosmoso astronomijos ir saulės sistemos mokslo misijų simpoziume, kuris yra 70-ojo tarptautinio astronautikos kongreso dalis, 2019 m. Spalio 10 d .; konkrečiai - sesija, kurioje aptariamos Kosmoso agentūros strategijos ir planai.
Pirmiausia, Longas apibūdina, kaip astronomija / astrofizika (ypač ten, kur buvo naudojami kosminiai teleskopai) ir kosmoso tyrinėjimai naudojant robotinius zondus padarė didžiulį poveikį mūsų rūšims. Kaip jis paaiškino „Space Magazine“ el. Paštu:
„Astronominis siekis atvėrė mūsų akiratį apie Saulės sistemos, galaktikos ir platesnės Visatos kilmę ir evoliuciją. Tai veikla, kurią žmonės atliko dešimtys tūkstančių metų, žiūrėdami į žvaigždes, ir jie skatino mūsų smalsumą. Niekada negalėjome liesti žvaigždžių, bet galėjome į jas pažvelgti, o instrumentai suteikė galimybę pažvelgti į jas dar arčiau. Tuomet elektromagnetinio spektro atradimas padėjo mums suprasti Visatą taip, kaip mes niekada anksčiau darėme.
Šiuo metu žmonijos pastangos tiesiogiai tyrinėti planetas ir dangaus kūnus yra apsiribojusios Saulės sistema. Keliavo tolimiausios robotinės misijos ( „Voyager 1“ ir 2 kosminiai zondai) buvo prie heliopauzės išorinio krašto, ribos tarp mūsų Saulės sistemos ir tarpžvaigždinės terpės.
Visos šios misijos mus labai daug išmokė apie planetų susidarymą, mūsų Saulės sistemos istoriją ir evoliuciją bei apie pačią Žemę. O pastaraisiais dešimtmečiais tokių misijų dislokavimas kaip Hablas, „Spitzer“, „Chandra“, „Kepler“, ir Tranzitinis „Exoplanet“ tyrimo palydovas (TESS) atskleidė tūkstančius planetų už mūsų Saulės sistemos ribų.
Natūralu, kad tai paskatino atnaujintą susidomėjimą misijomis, kurios galėtų tiesiogiai tyrinėti ekstrasoliarias planetas. Tokiu pat būdu, kaip ir misijos PRISTATYMAS, Juno, Aušrair Nauji horizontai ištyrė atitinkamai Merkurijų, Jupiterį, Ceresą ir Vestą bei Plutoną, šios misijos būtų atsakingos už tarpžvaigždinės atskirties mažinimą ir tolimųjų planetų vaizdų bei duomenų spinduliavimą.
„[S] o klausimas, ar mes patenkinti tuo, kad žiūrime į juos iš tolo, ar norėtume ten nuvykti?“ tarė Ilgas. „Kosminiai zondai turi aiškų pranašumą, palyginti su dideliu nuotoliniu stebėjimu, nes tai yra galimybė atlikti tiesioginius in situ mokslinius tyrimus orbitoje ar net paviršiuje. Visatoje, kur Žemė ir net mūsų Saulės sistema yra sumažinta iki vien šviesiai mėlyno taško tarp tuštumų, mes beprotiškai nenorėtume vieną dieną pabandyti “.
Bet, be abejo, perspektyva ištirti kitas saulės sistemas kelia keletą didelių sunkumų, iš kurių ne mažiau svarbu yra išlaidos. Kalbant apie perspektyvą, „Apollo“ programa kainavo maždaug 25,4 milijardo JAV dolerių, o tai pakoreguota pagal infliaciją - 143,7 milijardo dolerių. Taigi nusiųsti laivą kitai žvaigždei patinka pribėgti prie trilijonų.
Tačiau, kaip paaiškino Longas, visus šiuos iššūkius galima suskirstyti į dvi kategorijas. Pirmasis atkreipia dėmesį į tai, kad mums trūksta reikiamos technologinės brandos:
„Kaip ir visiems erdvėlaiviams, tarpžvaigždiniam kosminiam zondui prireiks galios, varymo ir kitų sistemų, kad būtų galima įvykdyti savo misiją ir sėkmingai pasiekti tikslą bei surinkti duomenis. Pastatyti erdvėlaivius, kurie gali pakankamai greitai nuvykti iki artimiausių žvaigždžių per pagrįstą žmogaus gyvenimo laiką, taip pat aprūpinti energiją toms varomosioms sistemoms, nėra lengva ir pranoksta bet kurios technologijos, kurią mes iki šiol paleidome į kosmosą keliais užsakymais, našumą. dydžio. Tačiau fizikos ir inžinerijos požiūriu yra gerai suprantami pagrindiniai šių mašinų veikimo principai. Tam reikia tik sutelktų pastangų programos, kad tai būtų įmanoma. “
Kaip mes kalbėjome ankstesniame įraše, rizikuoti net artimiausia žvaigžde užtruks nepaprastai ilgai. Naudojant turimas technologijas, kosminį laivą prireiks nuo 19 000 iki 81 000 metų, kol jis pateks į Alfa Kentaurą. Net naudojant branduolinį varymą (įmanomą, bet dar neišbandytą technologiją), ten patekti prireiktų 1000 metų.
Antras svarbus klausimas, pasak Longo, yra politinės valios stoka. Šiuo metu Žemės planeta susiduria su daugybe problemų, iš kurių didžiausios yra gyventojų perteklius, skurdas ir klimato pokyčiai. Šios problemos kartu reiškia, kad žmonija turės patenkinti milijardų žmonių daugiau poreikių, tuo pat metu spręsdama mažėjančius išteklius.
„Atsižvelgiant į konkuruojančias problemas Žemėje, manoma, kad šiandien nėra jokio pagrindo patvirtinti tokių misijų išlaidas“, - sakė Longas. „Akivaizdu, kad atradimas egzoplaneta su potencialiai įdomia biologija gali tai pakeisti. Privatus sektorius gali išbandyti tokias misijas, tačiau tikėtina, kad ateityje, nes dauguma privačių pastangų yra nukreiptos į Mėnulį ir Marsą “.
Vienintelė išimtis, Long paaiškina, yra „Proveržių iniciatyvos“ Projektas „Starshot“, kurio tikslas - vos per 20 metų „Proxima Centauri“ nusiųsti gramo skalės zondą. Tai įmanoma padaryti naudojant lengvą burę, kurią lazeriai paspartins iki 60 000 km / s (37 282 mps) arba 20% šviesos greičio relativistinio greičio.
Panaši misijos koncepcija yra žinoma kaip Projektas „Dragonfly“, koncepciją kuria tarptautinė mokslininkų komanda Tobiasas Häfneris. Įdomu tai, kad šis pasiūlymas gimė iš to paties konceptualaus projekto tyrimo, kuris įkvėpė „Starshot“- kurią 2013 m. Surengė Tarpžvaigždžių studijų iniciatyva (i4iS).
Kaip „Starshot“, Laumžirgis Koncepcija reikalauja lazeriu varomos lengvos burės, kuri vilktų erdvėlaivį iki reliatyvistinio greičio. Tačiau Laumžirgis erdvėlaivis būtų žymiai sunkesnis nei gramų skalės zondas, kuris leistų įtraukti daugiau mokslinių instrumentų. Erdvėlaivį taip pat pristabdytų magnetinė burė.
Nors panašių misijų plėtra greičiausiai kainuos apie 100 milijardų JAV dolerių, Longas neabejotinai mano, kad atsižvelgiant į galimas išmokas, tai turėtų būti prieinamos kainos. Kalbant apie išmokas, tarpžvaigždinė misija turėtų daug, ir visa tai būtų šviesu ir įdomu. Kaip Long sakė:
„Galimybė atlikti artimus kitų žvaigždžių sistemų stebėjimus suteiktų mums daug geresnį supratimą apie tai, kaip susiformavo mūsų Saulės sistema, taip pat žvaigždžių, galaktikų ir egzotinių reiškinių, tokių kaip juodosios skylės, tamsiosios medžiagos ir tamsiosios energijos, prigimtį. Tai taip pat galėtų mums suteikti geresnes prognozes apie gyvenimą kuriančių sistemų potencialą. “
Taip pat yra galimybė, kad kosminiai zondai, vykdantys tarpžvaigždinius reisus reliatyvistiniu greičiu, atras naują fiziką. Šiuo metu mokslininkai supranta Visatą kvantinės mechanikos (materijos elgsenos subatominiame lygmenyje) ir bendrojo reliatyvumo (materijos, turinčios didžiausią mastelį - žvaigždžių sistemos, galaktikos, superklasteriai ir kt.) Požiūriu.
Iki šiol visi bandymai rasti Grand Unified Theory (GUT) - dar vadinami. Viskas teorija (TOE) - tai sujungs šias dvi minties mokyklas. Ilgai tvirtina, kad mokslinės misijos į kitas žvaigždžių sistemas galėtų labai gerai pateikti naują sintezę, kuri padėtų mums daug daugiau sužinoti apie tai, kaip Visata veikia kaip visuma.
Bet, žinoma, nė vienas kalbėjimas apie išmokas nebūtų baigtas, jei nepaminėtum didžiausio iš visų: rasti gyvenimą! Net jei tai būtų tik mikrobų kolonija, mokslinė reikšmė būtų didžiulė. Kalbant apie intelektualios rūšies suradimą, tai bus neišmatuojama. Tai taip pat išspręstų nesenstantį klausimą, ar žmonija visatoje yra viena, ar ne.
„Jei suprastumėte intelektualų gyvenimą, tai būtų keitimasis žaidimais, nes jei mes imsimės kontaktų su tokia rūšimi ir dalinsimės savo žiniomis vieni su kitais, tai turės didžiulį poveikį ne tik mūsų mokslams, bet ir mūsų asmeninei filosofijai“, - sakė Longas. „Tai svarbu svarstant seną žmogaus kilmės klausimą“.
Bet, be abejo, daug kas turi įvykti prieš pradedant tokias misijas. Pradedantiesiems - technologiniai reikalavimai, net ir tokiai techniškai įgyvendinamai koncepcijai kaip „Starshot“, reikia išspręsti iš anksto. Kaip ir visa galima rizika, susijusi su tarpžvaigždiniu skrydžiu esant reliatyvistiniam greičiui.
Bet visų pirma, mes turėsime iš anksto žinoti, kur siųsti šias misijas, kad būtų maksimaliai padidinta mokslinė mūsų investicijų grąža. Čia didelę reikšmę vaidins tradicinė astronomija ir astrofizika. Kaip Ilgas paaiškino:
Prieš pradedant misijas kitose žvaigždžių sistemose, pirmiausia reikės apibūdinti tų sistemų lankymo mokslinę vertę prieš tai, kai reikės ilgų astronominių stebėjimo platformų. Tada, paleidę zondus, jie taip pat padės sukalibruoti mūsų kosminio atstumo skalės matavimus, o tai taip pat padės patobulinti mūsų astronominius prietaisus. Todėl akivaizdu, kad kiekviena rūšis, kuri nori būti apšviesta apie Visatą ir jos vietą joje, turėtų apimti abi užklausų formas, nes jos sustiprina viena kitą.
Gali praeiti daug dešimtmečių, kol žmonija bus pasirengusi skirti laiko, energijos ir išteklių tarpžvaigždinei misijai. Arba gali reikėti metų, kol esamuose pasiūlymuose bus išspręsti visi techniniai ir logistiniai klausimai. Bet kokiu atveju, kai bus įdiegta tarpžvaigždinė misija, tai bus reikšmingas ir nepaprastai istorinis įvykis.
Ir kai jis pradės siųsti duomenis iš artimiausių žvaigždžių sistemų, tai bus nepakartojamas įvykis istorijoje. Be būtinos technologijos pažangos, viskas, ko reikia, yra noras padaryti svarbiausias investicijas.
