Svajonė keliauti į kitą žvaigždžių sistemą ir galbūt net rasti ten apgyvendintus pasaulius yra ta, kuri žmonijai rūpėjo daugybę kartų. Tačiau tik kosmoso tyrinėjimo epochoje mokslininkai sugebėjo ištirti įvairius tarpžvaigždinės kelionės metodus. Nors metams bėgant buvo pasiūlyta daug teorinių planų, pastaruoju metu didelis dėmesys buvo skiriamas lazeriu varomiems tarpžvaigždiniams zondams.
Pirmasis koncepcinio projekto tyrimas, žinomas kaip „Project Dragonfly“, buvo surengtas Tarpžvaigždžių studijų iniciatyva (i4iS) 2013 m. Koncepcija kvietė naudoti lazerius, kad būtų galima pagreitinti lengvą burę ir erdvėlaivį iki 5% šviesos greičio, taigi pasiekiant „Alfa“. Kentauras maždaug per šimtmetį. Neseniai paskelbtame dokumente viena iš projekto konkurse dalyvavusių komandų įvertino savo pasiūlymo dėl lengvojo ir magnetinio burių pasiūlymą.
Neseniai moksliniame žurnale buvo paskelbtas popierius, pavadintas „Projektas laumžirgis: buriuok į žvaigždes“ „Astra Astronautica“. Tyrimui vadovavo Tobiasas Häfneris, Universiteto Paul Sabatier (UPS) Tulūzos absolventas ir dabartinis sistemos inžinierius „Open Cosmos Ltd.“. Prie jo prisijungė Oksfordo kosminių sistemų, Aukštųjų studijų universiteto (SOKENDAI) nariai ir AKKA technologijos.
Kalbant apie tarpžvaigždinių misijų koncepcijas, viena didžiausių kliūčių visada buvo kelionės laikas. Kaip mes parodėme ankstesniame straipsnyje, norint patekti į Alfa Kentaurą, prireiks nuo 1000 iki 81 000 metų, naudojant dabartines technologijas. Nors yra keletas teorinių metodų, galinčių pasiūlyti trumpesnį kelionės laiką, jie apima fiziką, kuri dar neįrodyta, arba būtų pernelyg brangūs.
Taigi lengvojo burlaivio patrauklumas, pasinaudojant naujausiais miniatiūrizacijos pokyčiais, sukuria mažesnį ir pigesnį erdvėlaivį. Kitas pranašumas, bent jau teoriškai, yra tas, kad tokį erdvėlaivį galima pagreitinti iki tam tikros šviesos greičio dalies, todėl jis galėtų įveikti didžiulį atstumą tarp mūsų Saulės sistemos ir artimiausios žvaigždės per kelis dešimtmečius ar vieną šimtmetį. .
Kaip pažymėta, „i4iS“ - savanorių organizacija, skirta artimiausiu metu paversti tarpžvaigždines keliones kosmose - 2013 m. Pradėjo pirmąjį koncepcinį „lightails“ projekto tyrimą. Po to 2014 m. Buvo surengtas konkursas suprojektuoti erdvėlaivį, kuris sugebėti pasiekti Alfa Kentaurą per 100 metų, naudodamas esamas ar artimiausias technologijas.
Keturi finalininkai pristatė savo dizainą seminare, vykusiame Jungtinės Karalystės tarpplanetininkų draugijoje 2015 m. Liepą. Laimėjo Miuncheno techninio universiteto komandos pateikta koncepcija, kuri tada pradėjo kampaniją „Kickstarter“, kad surinktų pinigų savo dizainui. Kalifornijos universiteto, San Diego, komandos pateiktas dizainas vėliau tapo „Breakthrough Initiatives“ projekto „Breakthrough Starshot“ dizainu.
Pagrindinis autorius Hafneris ir jo kolegos buvo komandos „CranSEDS“, kurią sudarė inžinieriai ir mokslininkai iš Cranfield universiteto JK, Skolkovo mokslo ir technologijos instituto (Skoltech) Rusijoje ir UPS Prancūzijoje, dalis. Šiame naujausiame tyrime jis ir kai kurie jo buvę komandos nariai pristatė savo misijos koncepciją kaip galimybių studijos dalį.
Siekdami šio tyrimo, jie apsvarstė kiekvieną „lightail“ misijos architektūros aspektą. Tai svyravo nuo burės dydžio, jai pastatyti naudojamų medžiagų, lazerio apertūros dydžio, lazerio padėties, erdvėlaivio svorio ir metodo, kurį erdvėlaivis naudojo lėtėjimui, kai jis artėjo prie savo tikslo.
Galų gale jų sugalvota misijos architektūra paragino naudoti 100 GW lazerio galią, kad 2750 kg (~ 6000 svarų) erdvėlaivis būtų padidintas iki 5% šviesos greičio - todėl kelionė truks maždaug šimtmetį. Alfa Kentauras. Burė būtų sudaryta iš vienkartinio grafeno sluoksnio, kurio skersmuo yra 29,4 km (18,26 mi), todėl reikalingas lazeris su 29,4 km (18,26 mi) skersmens anga.
Šis lazeris būtų dedamas arti saulės (arba Žemės – Saulės L1 Lagrange taške, arba Cislunar orbitoje) ir būtų maitinamas iš didžiulių saulės baterijų. Norėdami sulėtinti greitį, erdvėlaivis sunaikins lengvą burę ir išsklaidys magnetinę burę, susidedančią iš metalinių laidų. Ši burė sudarytų maždaug 35 km (22 mylių) skersmens ir sveriantį 1000 kg (2200 svarų) kilpinę struktūrą.
Išleidusi magnetinę burę, ji sulėtins tarpžvaigždinės terpės plazmą ir saulės vėją iš Alfa Kentauro, kad sulėtėtų ir patektų į sistemą. Ši architektūra, jų teigimu, leis pasiekti masės ir greičio pusiausvyrą, leis misijai pasiekti Alfa Kentaurą per kiek daugiau nei 100 metų ir leis jai atlikti mokslo operacijas atvykus.
Kaip jie nurodo savo tyrime, šios rūšies misijos architektūra turi daug privalumų, iš kurių vienas yra tas, kad didesnis erdvėlaivis galėtų nešti daugiau prietaisų ir surinkti daugiau mokslinių duomenų nei gramų dydžio erdvėlaivis. (kaip ir su „Breakthrough Starshot“ „StarChip“). Kaip jie padarė išvadą:
„Ir [lazerinės, ir magnetinės burės] pranašumas yra tas, kad kosminiame laive nereikia gabenti jokio raketinio kuro. Misija pagrįsta technologijomis, kurios šiuo metu yra prieinamos ar yra tobulinamos, tačiau jas reikia iš esmės patobulinti, kad būtų sukurta reikalinga kosmoso infrastruktūra ... daugialydžio erdvėlaivio misijos pradinę padėtį, lazerio sistema naudojama per pagrįstą laiką. Iš pirmojo erdvėlaivio įgyta patirtis ir surinkti duomenys galėtų būti panaudoti tobulinant kitus “.
Jie taip pat pripažįsta iššūkius, kuriuos sukeltų tokia misija, įskaitant poreikį kosmose įrengti kilometrų dydžio struktūras. Tokias konstrukcijas reiktų pastatyti orbitoje, kuriai pirmiausia reiktų sukurti orbitos gamybos įrenginius. Ir, žinoma, lazerį ir kitas svarbiausias sistemas reikės dar patobulinti ir tobulinti. Nepaisant to, remiantis jų tyrimu, koncepcija yra įgyvendinama ir techniškai pagrįsta.
Tačiau kai kurie turi savo abejonių. Pavyzdžiui, yra dr. Claudius Gros, teorinis fizikas iš Frankfurto Goethe universiteto Teorinės fizikos instituto. „Gros“ yra ilgalaikis lazerinių burių technologijos panaudojimo tarpžvaigždinio erdvėlaivio pastatymo šalininkas ir atliko teorinį magnetinių burių naudojimo darbą, kad sulėtintų tokį erdvėlaivį.
Jis taip pat yra projekto „Genesis“ įkūrėjas, siūlymas siųsti lazeriu burėmis varomus erdvėlaivius, turinčius genų gamyklas ar kriogeninius polius, į kitas žvaigždžių sistemas, kur jie pasiskirstys mikrobų gyvybe „laikinai apgyvendintoms egzoplanetoms - ty planetoms, galinčioms palaikyti gyvybę, bet greičiausiai patys to nesukels. Kaip jis sakė „Space Magazine“ el. Paštu:
“Kalbant apie lėtėjimą magnetiniu lauku, tai iš tikrųjų neįmanoma atsižvelgiant į numatomus parametrus. Kai laivas plaukioja 5% šviesos greičio ir kai jis turi sustoti per 20 metų, kaip spėjama šiame dokumente, darbui atlikti prireikė kelių šimtų tonų sveriančios magnetinės burės. Norint pagreitinti tokį sunkų laivą, prireiks daug stipresnių paleidimo sistemų. “
Lazerių ar saulės burių naudojimo tarpžvaigždinėms misijoms idėja turi gilias šaknis. Tačiau tik per pastaruosius metus pastangos sukurti tokius erdvėlaivius iš tikrųjų susiliejo. Šiuo metu yra daugybė koncepcijų, siūlančių skirtingas misijų architektūras, kurios visos turi tam tikrų iššūkių ir pranašumų.
Kuriant daugybę pasiūlymų, įskaitant ir Haefnerio bei jo kolegos pasiūlymą, „ii4S“ „Dragonfly“ koncepcija ir Proveržis „Starshot“ - bus labai įdomu pamatyti, kurios (jei tokių yra) dabartinės „lightail“ koncepcijos bandys per artimiausius dešimtmečius nuvykti į „Alpha Centauri“ kelionę.
Ar tai bus tas, kuris ten pateks per mūsų gyvenimą, ar tas, kuris gali daugiau atsiųsti atgal kaip moksliniai duomenys? Ar tai gali būti šių dviejų būdų derinys, savotiškas trumpalaikis / ilgalaikis sandoris? Sunku pasakyti. Esmė ta, kad svajonė apie tarpžvaigždinę misiją gali išlikti svajonė dar ilgai.
