إلى Alpha Centauri على جهاز الليزر لمدة 20 عامًا

بدعم مالي من وكالة ناسا ، يستكشف أستاذ الفيزياء فيليب لوبين إمكانية استخدام طاقة الليزر للحركات بين النجوم.

قد تبدو المركبة الفضائية الأقل نحافة التي يمكن أن تطير إلى Alpha Centauri في 20 عامًا مثل الخيال العلمي ، لكنها لا تفعل ذلك. وعلى الرغم من أن إطلاقها موضع تساؤل ، فإن مثل هذه الفرصة موجودة في المستقبل ، وفقًا لبيان أدلى به فيليب لوبين ، أستاذ الفيزياء في جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا.

لاستكشاف هذا الاحتمال بشكل أكبر ، يستكشف لوبين وفريقه في مجموعة علم الكونيات التجريبية بجامعة كاليفورنيا استخدام الليزر لدفع المركبات الفضائية. تلقت المجموعة إحدى المنح البحثية الـ 15 لوكالة ناسا. من خلال تطوير التكنولوجيا المتقدمة ، يسعى برنامج NASA إلى جعل ما يبدو مثل الخيال العلمي حقيقة علمية.

قال لوبين: "من أهم مهام البشرية دراسة أنظمة الكواكب الأخرى من خلال إرسال مجسات وربما اكتشاف الحياة". "نحن نقترح نظامًا يسمح لنا باتخاذ الخطوة الأولى للبحث بين النجوم ، باستخدام طاقة شعاع الليزر مع مجسات صغيرة الحجم. إلى جانب أحدث الأعمال في مجال الفوتونات ، يمكننا الآن أن نتخيل مجموعة من التقنيات التي ستوفر الفرصة لإنشاء نهج واقعي لإرسال مجسات تتجاوز حدود نظامنا الشمسي. "

الهدف الرئيسي لفريق جامعة كاليفورنيا هو إرسال مجسات صغيرة بالإضافة إلى الاستشعار عن بعد الحالي بواسطة التلسكوبات الأرضية والمدار. سيسمح التمويل لفريق Lubin بإنشاء مفهوم أكثر اكتمالاً لمركبة فضائية مسطحة تعمل بكامل طاقتها ومجهزة بمصدر طاقة واتصالات ليزر ويتم التحكم فيها بواسطة محركات الفوتون. هذا المشروع ، المسمى DEEP-IN (دفع الطاقة الموجهة لـ Interstellar exploratioN) ، سيصمم أيضًا عناصر جهاز الليزر اللازمة لتطوير التكنولوجيا.

يكمن مفتاح عمل النظام في إمكانية إنشاء محرك فوتوني ومسبارات خفيفة للغاية. على الرغم من القدرة على تحريك المركبة الفضائية لأي كتلة ، فإن المسابر الصغيرة الحجم تتحرك بشكل أسرع وأكثر ملاءمة للمهام بين النجوم.

وفقًا لمشروع DEEP-IN ، ستبقى محطات الطاقة في مدار حول الأرض (أو بالقرب منها) ، مع الاحتفاظ بالقدرة على دفع المركبات الفضائية المتكاملة للغاية بسرعة أعلى بكثير من السرعة التي يمكن للعلماء تحقيقها حاليًا. سيستخدم محرك الفوتون بالليزر ضغط الفوتون في شكل طاقة تنتقل عن طريق التيار لدفع المركبة الفضائية. بدون حدود سرعة كبيرة ، ستخلق هذه التقنية القدرة على السفر بسرعة قريبة من الضوء ، وهو أمر ضروري للرحلات بين النجوم.

وفقًا لـ Lubin ، يمكن استخدام نفس النظام لأغراض عديدة أخرى ، بما في ذلك الانتقال داخل نظامنا الشمسي ، على سبيل المثال ، لتسليم المسابر بسرعة إلى المريخ ، وكذلك لحماية الكوكب. كمثال آخر على هذه التكنولوجيا في مؤتمر الربيع للدفاع الكوكبي في إيطاليا ، شاركت جامعة كاليفورنيا في تجربة لصد تهديد محاكاة اصطدام كويكب بالأرض. قرار المجموعة: تغيير اتجاه حركة الكويكب باستخدام تقنية DE-STAR ، التي اقترحها في الأصل لوبين وجاري هيوز ، الأستاذ المساعد في جامعة كاليفورنيا الحكومية بوليتكنيك ، سان لويس أوبيسبو.

DE-STAR (توجيه الطاقة الشمسية الموجهة للكويكبات واستغلالها) هي تقنية طاقة اتجاهية يتم تقديمها لإنشاء مركبة فضائية تتطور بالقرب من سرعة الضوء وتقليل التهديد المحتمل للأرض ، مثل التهديد الذي تشكله الكويكبات والمذنبات. هذه التكنولوجيا موحدة تمامًا وقابلة للتغيير لمساحة واسعة من التوزيع ، والتي يمكن استخدامها اليوم للمهام الصغيرة التي تهدف إلى حماية الكوكب ، وفي المستقبل يمكن توسيعها لإنشاء مركبة فضائية مجهزة بمحركات الفوتون ولضمان إنجاز المهام ، مثل برنامج DEEP-IN.

قال لوبين: "على الرغم من أن هذا المفهوم غير مناسب لجميع المركبات الفضائية ، إلا أنه يفتح إمكانيات جديدة بشكل جذري". "يعد هذا المشروع خطوة نحو المهمة الأولى بين النجوم ، ولكن الأهم من ذلك بكثير هو إجراء البحوث وتطوير القاعدة التكنولوجية المناسبة. سيعطينا هذا الفرصة لإنشاء محرك فوتوني واحد قادر على إرسال الملايين من المجسات الصغيرة الحجم.
وأضاف لوبين: "لقد أعدنا التفكير جذريًا في استراتيجيتنا حتى لا نتخلى عن حلم الوصول إلى النجوم". "ستساعدنا DEEP-IN على الاقتراب من هذا الهدف تقنيًا ، وعلى الرغم من أنه ليس سهلاً ، فمن الممكن من الناحية التكنولوجية أن نبدأ هذا العمل لنا".

[ المصدر ]

Source: https://habr.com/ru/post/ar381505/