Kalifornijos Santa Barbaros universitete tyrėjai su UCSB Eksperimentinės kosmologijos grupe (EKG) šiuo metu ieško būdų, kaip pasiekti tarpžvaigždinio skrydžio svajonę. Vadovaujama profesoriaus Philipo Lubino, grupė skyrė daug pastangų, kad būtų sukurta tarpžvaigždinė misija, kurią sudaro nukreiptos energijos šviesos burė ir vaflinio dydžio kosminis laivas (WSS).
Jei viskas klostysis gerai, šis erdvėlaivis sugebės pasiekti reliatyvistinį greitį (dalį šviesos greičio) ir perkelti į artimiausią žvaigždžių sistemą („Proxima Centauri“) per mūsų gyvenimą. Neseniai EKG pasiekė svarbų etapą sėkmingai išbandydama jų vaflių prototipą (dar žinomą kaip „StarChip“). Tai buvo prototipo siuntimas balionu į stratosferą, kad būtų galima patikrinti jo funkcionalumą ir veikimą.
Paleidimas buvo vykdomas bendradarbiaujant su JAV karinio jūrų laivyno akademija Anapolyje 2019 m. Balandžio 12 d. Ši data buvo pasirinkta taip, kad sutaptų su 58-osiomis Rusijos kosmonauto Jurijaus Gagarino orbitinio skrydžio kosmose metinėmis, todėl jis buvo pirmasis žmogus, išėjęs į kosmosą. . Testą sudarė prototipo paleidimas oro balionu į 32 000 m (105 000 pėdų) aukštį virš Pensilvanijos.
Kaip interviu UCSB aiškino prof. Lubinas Dabartinis:
„Tai yra ateities kūrimo proceso dalis ir kartu jūs išbandote kiekvieną sistemos dalį, kad galėtumėte patobulinti. Tai yra ilgalaikės programos, skirtos plėtoti miniatiūrinius erdvėlaivius tarpplanetiniams ir galiausiai tarpžvaigždiniams skrydžiams, dalis “.
„StarChip“ idėja yra paprasta. Pasinaudojus miniatiūrizacijos pasiekimais, visi reikalingi žvalgybinės misijos komponentai galėtų būti pritvirtinti prie žmogaus rankos dydžio erdvėlaivio. Burės komponentas grindžiamas saulės burės koncepcija ir patobulinimais, pagamintais iš lengvų medžiagų; ir kartu jie prideda erdvėlaivį, kuriam šviesos greitį būtų galima padidinti iki 20%.
Dėl šio skrydžio jį sukūrusi mokslo komanda pateikė „StarChip“ per testų seriją, skirtą įvertinti jos efektyvumą erdvėje ir galimybę tyrinėti kitus pasaulius. Be to, kad pamatė, kaip tai atsiskleidė Žemės stratosferoje (tris kartus aukščiau nei lėktuvų eksploatavimo lubos), prototipas surinko daugiau nei 4000 Žemės vaizdų. Kaip paaiškino Nicinas Rupertas, Lubino laboratorijos plėtros inžinierius:
„Jis buvo sukurtas atlikti daug didesnių erdvėlaivių funkcijų, tokių kaip vaizdavimas, duomenų perdavimas, įskaitant lazerinius ryšius, padėties nustatymas ir magnetinio lauko jutimas. Dėl greito mikroelektronikos tobulėjimo galime sumažinti kosminį laivą į daug mažesnį formatą, nei buvo padaryta anksčiau specializuotoms programoms, tokioms kaip mūsų. “
Nors „StarChip“ su šiuo skrydžiu pasirodė nepriekaištingai, priekyje yra keletas didelių techninių kliūčių. Atsižvelgiant į nuvažiuotus atstumus - 4,24 šviesmečio (40 trilijonų km; 25 trilijonus mylių) - ir į tai, kad erdvėlaiviui reikės pasiekti truputį šviesos greičio, technologiniai reikalavimai yra bauginantys. Kaip sakė Lubinas:
„Įprastam cheminiam varikliui, tokiam, koks nukeliavo į Mėnulį prieš beveik 50 metų iki šios dienos, prireiks beveik šimto tūkstančių metų, kol pateksime į artimiausią žvaigždžių sistemą„ Alfa Centauri “. Ir net patobulintam varikliui, tokiam kaip jonų varikliai, prireiktų daugelio tūkstančių metų. Yra tik viena žinoma technologija, galinti pasiekti netoliese esančias žvaigždes per visą žmogaus gyvenimą, ir pati varomoji jėga naudoja šviesą. “
Vienas iš didžiausių iššūkių šiuo metu yra žemės lazerio masyvo, kuris galėtų pagreitinti lazerio burę, sukūrimas. „Jei turite pakankamai didelį lazerių rinkinį, jūs iš tikrųjų galite stumti vaflius lazeriu, kad pasiektumėte mūsų tikslą - 20 procentų šviesos greičio“, - pridūrė Rupertas. „Tuomet būsi„ Alpha Centauri “maždaug po 20 metų.“
Nuo 2009 m. UCSB eksperimentinės kosmologijos grupė tyrinėjo ir plėtojo šią koncepciją kaip NASA pažangiųjų koncepcijų programos, pavadintos „Starlight“, dalį. Nuo 2016 m. Jie sulaukė nemažos paramos iš „Breakthrough Initiatives“ (Jurijaus Milnerio sukurta ne pelno siekianti kosmoso tyrinėjimo programa) kaip „Breakthrough Starshot“ dalis.
Užuot sukūrę vieną erdvėlaivį, komanda tikisi, kad jų tyrimai paskatins sukurti šimtus ir net tūkstančius vaflinių skiauterių, kurie galėtų aplankyti egzoplanetas netoliese esančiose žvaigždžių sistemose. Šie erdvėlaiviai panaikins raketinio kuro poreikį ir galės keliauti per kelis dešimtmečius, o ne į šimtmečius ar tūkstantmečius.
Šiuo atžvilgiu šie erdvėlaiviai sugebėtų atskleisti, ar mūsų gyvenime egzistuoja ne Žemė, o gyvybė. Kitas įdomus UCSB projekto aspektas yra gyvybės siuntimas iš Žemės į kitas egzoplanetas. Tiksliau, tardigrades ir nematodą c.
Šis jų plano aspektas nepanašus į daktaro Claudius Gros iš Gėtės universiteto Teorinės fizikos instituto pasiūlymą. Tinkamai pavadintas „Project Genesis“, pasiūlyme raginama, kad nukreiptas energija varomas erdvėlaivis galėtų keliauti į kitas žvaigždžių sistemas ir pasėti bet kokias ten esančias „laikinai pritaikomas“ egzoplanetas. Trumpai tariant, gyvenimui būtų suteiktas greitas startas planetose, kurios yra apgyvendinamos, bet negyvenamos.
Kaip paaiškino Davidas McCarthy, UCSB Elektros ir kompiuterinės inžinerijos katedros magistrantas, pasiekti viską, kas įmanoma, yra labai pasikartojantis procesas. „Šių dalykų kūrimo esmė yra žinoti, ką norime įtraukti į kitą versiją, į kitą mikroschemą“, - sakė jis. „Jūs pradedate nuo standartinių komponentų, nes galite greitai ir nebrangiai pasikartoti.“
Atlikusi šį aukščio bandymą, UCSB grupė kitais metais planuoja pirmąjį suborbitalinį skrydį. Tuo tarpu silicio optikos ir integruotos plokštelių pavidalo fotonikos pažanga - iš dalies dėl UCSB elektros ir kompiuterių inžinerijos skyriaus atliekamų tyrimų - sumažina masinių šių mažų erdvėlaivių gamybos išlaidas.
Be tarpžvaigždžių kelionių, ši technologija galėtų palengvinti greitas ir pigias misijas į Marsą ir kitas Saulės sistemos vietas. Prof. Lubinas ir jo kolegos tyrėjai taip pat praleido daugelį metų tyrinėdami planetų gynybos nuo kometų programas, švelnindami kosmoso šiukšles, didindami Žemės orbitos palydovus ar nuotoliniu būdu maitindami tolimus Saulės sistemos nutolimus. Kalbant apie nukreiptą energiją, galimybės išties stulbinančios.
