Läbimurre Starshoti liikmed on koostanud nimekirja väljakutsetest, mida nad peavad lahendama, et luua 20 aasta jooksul Alpha Centaurisse lendamiseks paraja suurusega päikesepurje. Nende leiud avaldati ajakirjas Nature Materials.
“Meie analüüsi esimesed tulemused olid ootamatult optimistlikud - täna juba saadaval olevad materjalid koos uute tootmis- ja omaduste mõõtmise meetoditega võimaldavad põhimõtteliselt luua tähtedevahelise laeva kiirendamiseks sobiva purje prototüübi,” kirjutasid Harry Atwater ja tema kolleegid. pärit California Tehnoloogiainstituudist Pasadenas (USA).
2016. aasta aprillis rääkisid hilja Briti kosmoloog Stephen Hawking ja vene miljardär Juri Milner oma järgmisest "kosmose" algatusest sarja "Läbimurde algatused" - "Breakthrough Starshot" raames. Selle raames eraldas ärimees 100 miljonit dollarit kosmoselaeva loomiseks, mille aluseks oli idee, mille California füüsikud Philip Lubini juhtimisel juhtisid kaks aastat tagasi.
Selle olemus on mitte klassikaliste kosmoselaevade saatmine kaugetele planeetidele, vaid eriti kerged ja lamedad, peegeldavast materjalist konstruktsioonid, mis kiirendatakse võimsa orbitaallaseri abil valguse lähedale.
Selline tähtedevaheline "purjelaev" pääseb Ameerika füüsikute arvutuste kohaselt Alpha Centaurisse 20 aasta pärast ja lendab Marsi ja Maa vahel kõigest kolme päevaga ilma kandevõimeta ja kuu ajaga 10-tonnise kandevõimega.
Mõlemal juhul on peamiseks probleemiks sondi aeglustamine - samal ajal kui sellega kokku tulnud meeskonnal pole ideid, kuidas muuta laseri "purjeka" peatamine ohutuks. Sarnased probleemid tekivad selle kiirendamise käigus, nagu teised füüsikud hiljem soovitasid - puri põletatakse kas laseriga või põrkub tolmuosakestega kokku kukkudes.
Atwater ja tema kolleegid instituudis, mis on otseselt seotud läbimurdega Starshot, uurisid esimest korda üksikasjalikult, kuidas selline puri käituks laseriga ja tähtedevahelise tähega suheldes, ning sõnastas selle valmistamiseks miinimumnõuete komplekti.
Nagu teadlased leidsid, hoolimata peaaegu "võimatust" omaduste komplektist - pindala 10 ruutmeetrit, mass grammides ja peegeldusvõime 99,999999% -, pole purje valmistamisel peamiseks probleemiks materjali valimine, vaid hulk muid asju. Selgus, et Maal on juba olemas hulk materjale, sealhulgas molübdeendisulfiidist, amorfsest räni ja mitmetest teistest sarnastest omadustest valmistatud pooljuhtidest valmistatud kiled.
Reklaamvideo:
Kui see kile on piisavalt õhuke, siis paradoksaalsel kombel ei avalda kokkupõrked tähtedevahelises keskkonnas esinevate heeliumi ja vesiniku aatomitega purje eluiga peaaegu mingit mõju. Enamik aatomeid läbib selle kahjustamata ning kokkupõrked tolmuosakestega, nagu näitavad füüsikute arvutused, kahjustavad kuni 10% kogu purjepindalast.
Probleemiks on omakorda see, et tänapäeval pole tehnoloogiaid, mis võimaldaksid kasvatada nendest vajaliku suurusega ainetest väga homogeenseid ja õhukesi kileid. Teadlased peavad leidma viisi, kuidas liimida nende filmide suhteliselt väikesed killud, läbimõõduga 10-20 sentimeetrit, ja see toiming tuleb läbi viia praktiliselt aatomi täpsusega.
Teisest küljest on Atwater ja tema kolleegid kindlad, et selliseid purjetükkide "liimimise" tehnikaid saab kiiresti välja töötada, tuginedes tehnoloogiatele, mida IT-tööstuses kasutatakse täna mikrolülituste üksikute elementide jootmiseks. Nende loomine võimaldab Breakthrough Starshotil lahendada ühe peamise probleemi ja asuda looma lasersüsteemi, mis on võimeline seda purje kiirendama vajaliku kiiruseni.
