Selle aasta aprillis teatas rühm ärimehi ja teadlasi, sealhulgas Stephen Hawking, ambitsioonikast projektist tähtedevahelise ruumi uurimiseks, kasutades kompaktset postmargisuurust nanosatelliiti, mis töötab laserjõul. Eesmärk: jõuda päikesesüsteemi lähima naabri - Alfa Centauri juurde.
Kui see pisike kosmoseaparaat suudab kiirendada peaaegu kavandatud 1/5 valguskiiruse, saab laev sihtkohta jõuda vaid 20 aastaga. Kuid kas sellise tillukese ja habras seadme elektroonika võib karmis ruumis töötada 20 aastat?
NASA ning Korea teadus- ja tehnoloogiainstituudi teadlaste sõnul on suurim probleem, millega Hawkingi läbimurde Starshoti projekt silmitsi seisab, kosmosekiirgus.
Nagu kosmonautide puhul, peab ka kosmoseaparaat iga sekund kogema kõrgelt laetud osakeste kolossaalset mõju, mis võib kosmoseaparaati katva ränidioksiidikihi tõsiselt kahjustada. Selles olukorras rikuvad kõik seadme sisemised komponendid juba ammu enne 20-aastase kosmosereisi lõppu.
Kuidas te selle probleemi lahendate? Üks võimalustest võib NASA teadlaste sõnul olla marsruudi rajamine kõige ohtlikumate piirkondade ümber, kus taustakiirguse kontsentratsioon on tavapärasest palju kõrgem. Kuid sel juhul võib missiooni kestus mitu korda pikeneda. Lisaks võib isegi minimaalne kokkupuude kiirgusega aja jooksul kosmoseaparaati tõsiselt kahjustada.
Teine praktilisem võimalus võib olla sondi ja selle elektroonika varjestamine lootuses vähendada kahjuliku kosmilise taustakiirguse mõju. Kuid jällegi aeglustab kosmoseaparaadile lisaraskuse lisamine missiooni kiirust, kuna suurem kosmoseaparaat ei suuda soovitud kiirusteni kiirendada.
Siiski on kolmas võimalus, mis võiks toimida, kui suudame oma teel Alfa Centaurisse ehitada kosmose kiirguse mõjudest enesetervendamiseks võimelise nanoshipi.
"Tegelikult on isetervenevate kiipide tehnoloogia olnud juba aastaid olemas," ütleb NASA teadlane Jin-Woo Han.
Reklaamvideo:
Küsimuse saab lahendada eksperimentaalse GAA FET (gate-all-around) transistori abil, mille on välja töötanud rahvusvaheline teadlaste meeskond. Nende eripära seisneb selles, et neil transistoridel põhinevad kiibid võivad soojuse mõjul taastuda. Soojust saab omakorda tekitada elektrivoolu abil. Peamine idee on see, et selline kiip kosmoseaparaadis lülitub pika kosmosereisi käigus välja mõne aasta tagant. Selliste "taaskäivituste" hetkedel taastab soojuse mõju selle kiirguse mõjudest. Pärast taastamist lubab kiip uuesti ja jätkab oma tööd.
Nende transistoride laboratoorsete testide käigus on teadlased veendunud, et nende kuumutamisel põhinevat välkmälu saab taastada kuni 10 000 ja DRAM-mälu kuni 1012 korda. Muidugi on kosmosesõidukites praegu kasutatavate väljavaadete seisukohast need transistorid endiselt hüpoteetiline lahendus. Nagu eespool mainitud, on transistorid eksperimentaalsed. Nende tõhususe jaoks on vaja värsket ja välist vaatenurka. Kuid nende loonud meeskond usub, et nende kasutamine kosmosemissioonides nagu Breakthrough Starshot on tõepoolest võimalik.
Muidugi on elektroonika toimimise probleemi lahendamine väljakutsuvates keskkondades vaid osa suuremast mõistatusest. Kui pisike kosmoseaparaat läheb kohtuma Alfa Centauriga, peab ta võitlema mitte ainult kiirgusega. Kokkupõrked kosmilise gaasi ja tolmuga on sellel teekonnal sama ohtlikud.
Selle aasta alguses alustas Breakthrough Starshoti uurimisrühm mitmeid riskipõhiseid katseid ja leidis, et sellise väikese laeva kokkupõrge ühtlaste kosmilise tolmuosakestega oleks katastroofiline. See tähendab, et tuleb uuesti pöörduda seadme kaitsekatte juurde.
Enne projekti reaalsuseks saamist võtab see tohutult tööd. Ja mitte ainult inseneritöö, vaid ka teaduslik. Lõppkokkuvõttes ei pruugi kõik pingutused siiski asjatud olla. Idee ise, pigem isegi mitte idee, vaid väga reaalne soov - jõuda 20 aasta pärast väljaspool Päikesesüsteemi asuvale tähele - ei peaks mitte ainult hämmastama, vaid ka uskumatult motiveerima. Õnneks on nii esimest kui teist kaasaegses teaduses ohtralt.
NIKOLAY KHIZHNYAK
