Inimkonnal on vahendeid sondide orbiidile orbiidile lähedalasuvate tähtede ümber. Kuid kas meil on vaja kannatlikkust?
Tähtedevaheline reisimine, mis on juba aastaid olnud ulme põhiosa, võiks tänapäeval reaalsuseks saada - kui vaid oleks raha. Vaid 100 miljoni dollari eest saab klient osta uusima kaubandusliku raketi ja reisida väljaspool Päikesesüsteemi. Kannatlikkus on siin võtmetähtsusega. Kui selline rakett lastakse homme lähimasse sihtsadamasse - potentsiaalselt asustatavasse eksoplaneeti Proxima b, mis avastati hiljuti kolmetähelises süsteemis Alpha Centauri Maast 4 valgusaasta kaugusel -, võtab lend 80 000 aastat.
Selle asemel, et kulutada nii aeglasele transpordile 100 miljonit dollarit, ütles miljardärist ettevõtja Juri Milner mullu aprillis, et kulutab sama raha, et tulla välja muul viisil Alpha Centauri süsteemi pääsemiseks aja jooksul, mis ei ületa inimelu piire. Breakthrough Starshot nime kandva projekti eesmärk on liikuda globaalselt rakettide juurest kerge purje kasuks - õhukeseima peegeldatud pinnaga, mida liikuma panevad laserkiired, et kiirendada läbi kosmose. Selle projekti esialgsed kavad näevad ette tavapäraste rakettide kasutamise, mille kaudu on juba 2040. aastate alguses planeeritud Maa orbiidile paigaldada tuhandeid neljameetriseid kergpurjeid, mis igaüks kaaluvad ainult ühe grammi. Purjed sisaldavad sentimeetriseid kiipe koos sisseehitatud kaamerate, andurite, reaktiivmootorite ja akudega. Iga ülikerge kosmoselaev suunatakse Maa orbiidilt Alpha Centauri süsteemi poole, kasutades 100-gigavatist maalaserit 20-protsendilisel valguse kiirusel. Sellisel juhul kuluks tähtedevaheline lend vaid 20 aastat ja sondid oleksid Alpha Centaurisse jõudnud 2060. aastatel.
Kuid need suured kiirused maksavad palju raha. Isegi kõige tagasihoidlikumad hinnangud projektile Starshot ületavad kaugelt Milneri esialgsed 100 miljonit dollarit - projekt võib vajada 10 miljardit dollarit aastakümnete jooksul või rohkem, peamiselt maapealse laserrajatise ehitamise tohutute kulude tõttu. Tõenäoliselt ei saa ilma valitsuse abita ja rahvusvahelise koostööta hakkama. Lisaks pühivad 20-aastast reisi kestvad kerged purjed Centauri süsteemi läbi nii välkkiirelt, et neil on vaid mõni sekund sekundiks, et saada makrofotosid ja muid andmeid Proxima b ja kõigi teiste selle lähedal asuvate planeetide kohta. Ja kui sondid liiguvad tähtedevahelisse pimedusse, proovivad valguspurjed laserkiirte abil Maale väärtuslikku teavet edastada,mille võimsus ei ületa tavalise mobiiltelefoni signaalitugevust.
Aeglane teekond tähtede poole
Mõned kriitikud peavad seda Alpha Centauri püüdlikku jälitamist halvaks investeeringuks. "Pärast projekti Starshot tundmist oli mõttetu kulutada selline raha lennutranspordi missioonile, milleks kulub mitu aastakümmet ja pildistamiseks kulub paar sekundit," ütleb sõltumatu uurija Michael Hippke Saksamaalt. Koostöös Göttingeni Max Plancki päikesesüsteemi uuringute instituudi astrofüüsiku Rene Helleriga töötas Hippke välja alternatiivse lennuprogrammi, mis tema sõnul oleks teaduslikult kasulikum ja maksaks vähem. Selle asemel, et ehitada mitme miljardi dollarine lasersüsteem, et kiirendada pisikesi kergeid purjeid peaaegu valguse kiirusele ja neid ükskord lennata, teevad Heller ja Hippke ettepaneku kasutada ainult tähevalgust, et saata suuremad purjed madalamal kiirusel kõigile Alpha Centauri süsteemi kolmele tähele, millel on võimalus "parkida" orbiitidel. Nende leiud avaldatakse ajakirja Astrophysical Journal Letters 1. veebruari numbris.
Nende ettepanekute eesmärk on kasutada meie süsteemist väljuvate kergete purjede kiirendamiseks mitte ainult päikesevalgust, vaid ka lennu lõpus Alfa Centauri süsteemi kolme tähe valgust ja gravitatsiooni. Heller ja Hippke arvutasid, et sellise reisi võiks teha mõtlemapanevalt madala tihedusega purjega, mis kaalub umbes 100 grammi ja pindala on 100 tuhat ruutmeetrit (mis on umbes 15 jalgpalliväljakut!). See purjekujundus tundub teostatav, arvestades materjaliteaduse kiiret arengut. Reguleerides nurka järk-järgult tähtedele lähenedes, et viimastest rohkem rõhku saada, võib selline purjesuund areneda piisava kiirusega, et ankurdada süsteemi mis tahes orbiidil.
Reklaamvideo:
Potentsiaalselt elamiskõlblikule planeedile Proxima b jõudmiseks vajaksid sellised "fotograafilised" abisüsteemid, kummalisel kombel, kergete purjede saatmist kõigepealt eredate päikesesarnaste tähtede Alpha Centauri A ja Alpha Centauri B alla, hoolimata asjaolust, et need asuvad kaks triljonit kilomeetrit kaugemal meist eemal kui planeedi Proxima b väiksem ja õhem vanemtäht - Proxima Centauri. Selle põhjuseks on aeglustus, mille põhjustab Alpha Centauri tähtede A ja B kõrge kiirgusrõhk, ja seetõttu kiirem lähenemine mis tahes suurusega kergete purjesüsteemide jaoks. Kaksiktähtede kiirgusel on aga piir; kui Helleri ja Hippke tohutu puri jõuab kiirusele, mis on suurem kui 4,6 protsenti valguse kiirusest, siis see lihtsalt läheb süsteemist mööda. Nende hinnangul kulub lend Alpha Centauri A ja B lendudesse peaaegu sajandi jagu.millele järgneb veel 50-aastane reis lõppsihtkohta - stabiilsele orbiidile Proxima ümbruses.
"Teie teekond võtaks 7 korda kauem kui 20-aastane Starshot-missioon, kuid te võiksite kulutada mõne sekundi asemel aastaid või isegi aastakümneid põhjalikule uurimistööle," ütleb Heller. Võrreldes mõlemal juhul uurimisaja ja reisiaja suhet, lisab Heller: "Starshot võis kohapealseks uurimistööks kasutada vaid sada miljonit kogu missioonist, samal ajal kui me võiksime kasutada umbes sajandikku ehk miljon korda rohkem." Kasutades purje käivitamiseks päikesevalgust, välistab see võimalus vajaduse ehitada mitme miljardi dollarine laserüksus.
Ja veel, nende kavandatud 150-aastane teekond ei saa homme alata. Helleri ja Hippke ettepanek näeb muu hulgas ette Alpha Centauri süsteemi tähtede haruldase konfiguratsiooni, mis juhtub ainult üks kord 80 aasta jooksul, kui kõik nende orbiidid asuvad samal tasapinnal, ületades meie päikesesüsteemist pärineva mis tahes sondi trajektoori. Järgmine kord juhtub see 2035. aastal, kuid nii lühikese aja jooksul ei saa ükski puri isegi süsteemi lähedale jõuda. Heller ja Hippke soovitavad oodata järgmist "joondamist" aastal 2115.
Nende purjede otse Proxima Centaurisse saatmine nõuaks palju madalamaid kosmilisi kiirusi, mis tulenevad kahest tähest väiksema kiirgussurve ja peatumisjõu tõttu, tõi Heller enda sõnul kogu lennuaja täistuhandesse.
Kannatlikkust palun
Hippke näeb Alfa Centauri ümbruses orbiidil asuva mitme põlvkonna missiooni, mille lõpp-punkt on ootamist väärt, isegi kui ta ei näe seda kunagi naasvat. „Meie lapsed ja lapselapsed saavad nendest kosmosesondidest hämmastavaid fotosid. Kujutage vaid ette võõraid jõgesid, vulkaane ja võib-olla isegi eksootilist elu! Sajandipikkuse missiooni valimine avab võimaluse uurida ka teisi läheduses asuvaid säravaid tähti, väitis Hippke. Näiteks suur täht Sirius on vaid kaks korda kaugemal kui Alpha Centauri - kuid kuna see paistab Päikesest umbes 25 korda heledamalt, on selle kiirgusrõhust tulenev pärssiv mõju tugevam ja see tagab kergete purjede kiirema lähenemise sellele. AgaVõimalus saata kergeid purjeid paljude lähedalasuvate tähtede ümber orbiidile viitab järgmiste põlvkondade loomulikule järeldusele Starshot-missiooni otseste eesmärkide saavutamiseks pikas perspektiivis.
Kõigist neist eelistest hoolimata pole Harvardi ülikooli astronoom ja projekti Breakthrough Starshot projekti teadusliku nõuandekomitee esimees Avi Loeb veendunud, et see alternatiivne ettepanek pakub tegelikke eeliseid võrreldes Starshoti plaaniga kasutada gigavatt-klassi laserit tähtede jaoks väikeste purjede saatmiseks. … “Tähevalguse abil peaaegu valguse lähedal kiiruse saavutamiseks on vaja väga õhukest purje,” ütleb Loeb, märkides, et mida madalam on päikesevalguse rõhk, seda madalam peaks olema kerge purje tihedus. Hippke ja Heller väidavad, et teoreetiliselt võisid nende purjed olla valmistatud ülikergetest, ülitugevatest materjalidest, näiteks grafeenist, kuid Loeb kahtleb, kas grafeenilehe loomine tähtedevahelise proovivõtturi jaoks on mitu aatomit paks ja 100 aatomit000 ruutmeetrit on lihtsam kui massiivse laserrajatise ehitamine. "Selline pind on suurusjärgu võrra õhem kui valguse lainepikkus, mida see peaks peegeldama, ja seetõttu on selle peegelduvus madal," ütleb Loeb. "Kaalu ei ole võimalik mitme suurusjärgu võrra vähendada, säilitades samal ajal purje materjali jäikuse ja peegeldusteguri." Teisisõnu, 100 000 ruutmeetri suurune grafeenipurk võib reaalse kosmosereisi jaoks olla liiga õhuke. Lisaks hõlmab Starshot projekti kavas mitte ühe, vaid tuhandete purjede laskmine ja isegi kui iga tähthaaval tähtedevahelist ruumi edukalt ületanud sond saab panoraampiltide jaoks vaid mõne sekundi, ületab nende arv seda, mida võiks saada mitme järjestikuse lennu ajal."Selline pind on suurusjärgu võrra õhem kui valguse lainepikkus, mida see peaks peegeldama, ja seetõttu on selle peegelduvus madal," ütleb Loeb. "Kaalu ei ole võimalik mitme suurusjärgu võrra vähendada, säilitades samal ajal purje materjali jäikuse ja peegeldusteguri." Teisisõnu, 100 000 ruutmeetri suurune grafeenipurk võib reaalse kosmosereisi jaoks olla liiga õhuke. Lisaks hõlmab Starshot projekti kavas mitte ühe, vaid tuhandete purjede laskmine ja isegi kui iga tähthaaval tähtedevahelist ruumi edukalt ületanud sond saab panoraampiltide jaoks vaid mõne sekundi, ületab nende arv seda, mida võiks saada mitme järjestikuse lennu ajal."Selline pind on suurusjärgu võrra õhem kui valguse lainepikkus, mida see peaks peegeldama, ja seetõttu on selle peegelduvus madal," ütleb Loeb. "Kaalu ei ole võimalik mitme suurusjärgu võrra vähendada, säilitades samal ajal purje materjali jäikuse ja peegeldusteguri." Teisisõnu, 100 000 ruutmeetri suurune grafeenipurk võib reaalse kosmosereisi jaoks olla liiga õhuke. Lisaks hõlmab Starshot projekti kavas mitte ühe, vaid tuhandete purjede laskmine ja isegi kui iga tähthaaval tähtedevahelist ruumi edukalt ületanud sond saab panoraampiltide jaoks vaid mõne sekundi, ületab nende arv seda, mida võiks saada mitme järjestikuse lennu ajal.ja seetõttu on selle peegelduvus madal,”ütleb Loeb. "Kaalu ei ole võimalik mitme suurusjärgu võrra vähendada, säilitades samal ajal purje materjali jäikuse ja peegeldusteguri." Teisisõnu, 100 000 ruutmeetri suurune grafeenipurk võib reaalse kosmosereisi jaoks olla liiga õhuke. Lisaks hõlmab Starshot projekti kavas mitte ühe, vaid tuhandete purjede laskmine ja isegi kui iga tähthaaval tähtedevahelist ruumi edukalt ületanud sond saab panoraampiltide jaoks vaid mõne sekundi, ületab nende arv seda, mida võiks saada mitme järjestikuse lennu ajal.ja seetõttu on selle peegelduvus madal,”ütleb Loeb. "Kaalu ei ole võimalik mitme suurusjärgu võrra vähendada, säilitades samal ajal purje materjali jäikuse ja peegeldusteguri." Teisisõnu, 100 000 ruutmeetri suurune grafeenipurk võib reaalse kosmosereisi jaoks olla liiga õhuke. Lisaks hõlmab Starshot projekti kavas mitte ühe, vaid tuhandete purjede laskmine ja isegi kui iga tähthaaval tähtedevahelist ruumi edukalt ületanud sond saab panoraampiltide jaoks vaid mõne sekundi, ületab nende arv seda, mida võiks saada mitme järjestikuse lennu ajal.000 ruutmeetrit võib tegeliku kosmosesõiduks liiga õhuke olla. Lisaks hõlmab Starshot projekti kavas mitte ühe, vaid tuhandete purjede laskmine ja isegi kui iga tähthaaval tähtedevahelist ruumi edukalt ületanud sond saab panoraampiltide jaoks vaid mõne sekundi, ületab nende arv seda, mida võiks saada mitme järjestikuse lennu ajal.000 ruutmeetrit võib tegeliku kosmosesõiduks liiga õhuke olla. Lisaks hõlmab Starshot projekti plaanides mitte ühe, vaid tuhandete purjede laskmist ja isegi kui iga sond, mis edukalt ületab tähtedevahelist ruumi, saab panoraampiltide jaoks vaid mõne sekundi, ületab nende arv seda, mida võiks saada mitme järjestikuse lennu ajal.
Suurim väljakutse on Loebi sõnul see, kas ambitsioonikad mitme põlvkonna projektiplaanid suudavad inimelu habrastega vältimatult kokku puutuda. "Kui reisi pikkust eirata, võite alati kasutada tavalisi rakette ja pääseda Alpha Centauri süsteemi, mille kaod on 80 000 aasta jooksul väikesed," ütleb ta. “Kuid inimesed, kes töötavad projektiga Starshot, on ambitsioonikamad. Me tahame sinna oma elu jooksul jõuda."
Lee Billings
