Межзвездный полет станет реальностью: как добраться до Альфы Центавра через 20 лет
Ученые Австралийского национального университета предложили способ запуска космического корабля к ближайшей звезде в рамках проекта Breakthrough Starshot. По их задумке, фотонный двигатель – система, которая в сумме включает до 100 миллионов лазеров – поможет придать устройству необходимую скорость. Свои расчеты исследователи сообщили в Журнал Оптического общества Америки.
Проект Breakthrough Starshot – это проект Breakthrough Initiatives, цель которого – доказать возможность межзвездного полета за одно поколение. Для этого был разработан концепт космического парусного корабля ».StarChip ‘ был выбран.
В нем нанозонд размером 3,5 на 3,5 сантиметра и весом около грамма, оснащенный датчиками, камерой, радиоантенной и ускорителями, будет соединен с солнечным парусом размером четыре на четыре метра, толщиной 100 нанометров и весом один грамм.
Идею такого паруса теоретически обосновал один из пионеров ракетной техники Фридрих Цандер. Такие устройства уже есть: в 2010 году был запущен японский IKAROS, США отправили в космос LightSail-1 и LightSail-2.
Теперь австралийские ученые предложили способ ускорения космического парусного корабля с геостационарной орбиты с помощью гигантской сети лазерных систем.
«Программа Breakthrough Starshot предполагает, что оптическая мощность, необходимая устройству для достижения требуемой скорости, составляет около 100 гигаватт», – сказал один из исследователей Роберт Уорд.
По его словам, приблизиться к таким цифрам будет непросто – в настоящее время самые большие батареи имеют в 100 раз меньше энергии.
Каждый комплекс будет состоять из тысячи секторов с тысячей модулей, в каждом из которых будет по 100 лазеров. Каждый из этих лазеров с длиной волны 1064 нм будет излучать киловатт оптической энергии.
По предварительным оценкам сделанным ранее, стоимость такой системы могла достигать восьми миллиардов долларов, а стоимость самой операции разгона – около шести.
Однако при эксплуатации такой лазерной установки необходимо учитывать влияние земной атмосферы.
«Атмосфера искажает исходящий лазерный луч, заставляя его отклоняться от желаемого направления», – сказал другой исследователь, профессор Майкл Айрленд. – Наше решение предполагает использование лазерной направляющей звезды. В нем небольшой спутник направит лазер на антенную решетку с орбиты Земли. Когда свет путеводной звезды движется к Земле, он поможет измерить искажение, вызванное атмосферой. Мы разработали алгоритм, который позволит нам использовать эту информацию для ранней корректировки ».
Кроме того, необходимо учитывать отклонение самих лазерных лучей.
«Мы используем случайный цифровой сигнал для кодирования измерений каждого из лазеров, а затем их декодирования. Это позволяет нам выбирать из огромного массива информации только те измерения, которые нам нужны. Тогда мы сможем сузить проблему до небольших комплексов », – сказал Пол Сибли, другой член исследовательской группы.
Путешествие к Альфе Центавра обычными методами займет около 100 лет. Ожидается, что добраться до Альфы Центавра с помощью космического парусника с фотонным двигателем, как ожидается, займет 20 лет при скорости 20% света.
«Во время облета Альфы Центавра парусник сделает снимки и измерения, которые затем будут переданы на Землю», – сказал ведущий автор исследования Чатура Бандутунга.
Предполагается, что через пять лет после измерений астрономы получат данные о спутнике Проксима Центавра – Проксима Центавра b, а также о других экзопланетах в системе, если они будут обнаружены.
Однако, как подчеркивают ученые, их разработка, как и сама парусная лодка, пока только концепция.
«Несмотря на то, что мы уверены в дизайне нашей разработки, ее еще предстоит протестировать. Следующим шагом будет проверка основных элементов конструкции в контролируемой лабораторной среде. Среди них – концепции комбинирования небольших лазерных систем и алгоритмов атмосферной коррекции », – сказал Бандутунга.
В нашем Telegram‑канале вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
