Füüsik Stephen Hawking ja miljardär Juri Milner paljastasid 2016. aastal plaani reisida tähtede juurde. Nn Breakthrough Starshot Project on 100 miljoni dollari suurune programm lähedal asuva tähesüsteemi külastamiseks vajaliku tehnoloogia arendamiseks ja demonstreerimiseks. Potentsiaalsete sihtmärkide hulka kuulub Proxima Centauri, umbes nelja valgusaasta kaugusel asuv süsteem, millel on mitu eksoplaneeti, millest üks sarnaneb Maaga.
Läbimurre Starshot projekt
Hawkingi ja Milneri plaan oli ehitada tuhandeid pisikesi mikrokiibisuuruseid kosmoselaevu ja kasutada valgust, et kiirendada neid relativistlikele kiirustele - st valguse kiirusele lähedale. Suur laevastik suurendab tõenäosust, et vähemalt üks neist saabub ohutult. Iga "tähekiip" kinnitatakse sulgpalliväljaku suurusele kergele purjele ja seejärel kiiritatakse seda eriti võimsate maalaseritega.
Laseri liikumisel on palju eeliseid. Kõige tähtsam on see, et kosmoselaevad ei vaja kütust, mis tähendab, et nad ei peaks lisalasti kaasa võtma. Samuti kiirendades kerget purje, saate paati kiirendada valguse kiiruseni 20%. Selle stsenaariumi korral jõuab laevastik Proxima Centaurisse vähem kui 30 aasta pärast.
Selliseks missiooniks vajalikke fantastiliselt võimsaid lasereid oleks eriti keeruline ja kulukas välja töötada. Tekib ilmne küsimus: kas on veel üks viis relativistlike kiiruste saavutamiseks?
Täna on meil omamoodi vastus tänu New Yorgi Columbia ülikooli astronoomi David Kippingu tööle. Kipping tuli välja uue gravitatsioonilise tropi vormiga - sama tehnikaga, mida NASA kasutas näiteks kosmoselaeva Galileo saatmiseks Jupiterisse. Idee on kosmoselaeva kiirendada, suunates selle sellise tohutu objekti, näiteks planeedi lähedale. Seega võtab kosmoselaev osa planeedi kiirusest ära ja kiireneb selle abiga.
Gravitatsioonilised pildid toimivad suurepäraselt massiivsetel kehadel. 1960. aastatel arvutas füüsik Freeman Dyson, et must auk võib kosmoselaeva kiirendada relativistlikele kiirustele. Kuid sellisele objektile lähenevad kosmoselaeva jõud hävitavad selle tõenäoliselt.
Reklaamvideo:
Nii tuli Kipping välja nutika alternatiivi. Tema idee on suunata footonid musta auku ümber ja kasutada seejärel lisaenergiat, et neid kiirendada. "Musta augu kineetiline energia kandub sinise nihke kujul valguskiirele ja tagasituleku korral mitte ainult footonid kiirendavad kosmoselaeva, vaid lisavad sellele ka energiat," räägib Kipping.
See protsess sõltub musta augu ümbritsevast äärmiselt võimsast gravitatsiooniväljast. Kuna footonitel on väike, kuid siiski puhkemass, suudab see väli valguse ringikujulisele orbiidile püüda.
Kippingu töö põhineb pisut teisel orbiidil, suunates kosmoselaeva kiirgavad footonid musta auku ümber ja jälle tagasi - omamoodi bumerangi orbiidil. Reisimise ajal saavad bumerangil olevad footonid musta augu liikumisest kineetilist energiat.
Just see energia võib kiirendada sobiva kerge purjega varustatud kosmoselaeva. Kipping nimetab oma ideed "halo mootoriks". Halo mootor edastab liikuva musta augu kineetilise energia kosmoselaevale gravitatsiooni kasutades. Pealegi ei tarbi kosmoseaparaat selles protsessis oma kütust.
Kuna halogeenmootor kasutab musta augu liikumist, on seda kõige parem rakendada binaaride jaoks, milles must auk tiirleb ümber teise objekti. Seejärel saavad footonid musta augu liikumisel selle orbiidi sobivates punktides energiat.
Ja selline mootor peab töötama mis tahes massiga, mis on oluliselt väiksem kui musta augu mass. Kipping ütleb, et temaga on planeedisuurused mehhanismid võimalikud. Nii saab piisavalt arenenud tsivilisatsioon liikuda relativistliku kiirusega galaktika ühest osast teise, hüpates ühest mustade aukude binaarsest süsteemist teise. "Arenenud tsivilisatsioon võiks kasutada kerge purje kontseptsiooni, et saavutada relativistlik kiirus ja äärmiselt tõhus liikumine," ütleb ta.
Sama mehhanism võib aeglustada ka kosmoselaeva. Nii otsib see arenenud tsivilisatsioon tõenäoliselt mustade aukudega binaarsüsteemide paare, mis toimiksid kiirendite ja moderaatoritena.
Linnutee sisaldab umbes 10 miljardit binaarset musta augu süsteemi. Kuid Kipping märgib, et tõenäoliselt on ainult piiratud arv neid ühendavaid trajektoore, nii et need tähtedevahelised maanteed on tõenäoliselt väga väärtuslikud.
Muidugi on selle kontseptsiooni kasutamiseks vajalik tehnoloogia praegu inimkonna käeulatusest väljas. Kuid astronoomid peaksid suutma välja selgitada, kus asuvad parimad täheteed, samuti otsida tsivilisatsioonide tehnilisi allkirju, mis neid ära kasutada oskaksid.
Ilja Khel
