في العام الماضي ، تعاون يوري ميلنر وستيفن هوكينج لإنشاء مشروع
Breakthrough Starshot . خطتهم هي استخدام مجموعة كبيرة من أشعة الليزر التي سوف تسرع شراع الليزر الخفيف للغاية. سوف تسرع الشراع ، مع "سفينة على رقاقة" ، بسرعة تتجاوز 20٪ من سرعة الضوء ، وستذهب إلى أحد أقرب النجوم. بهذه السرعة ، يجب أن يصل إلى هدفه في حياة إنسانية واحدة - إنجاز مذهل! وعلى الرغم من وجود كمية لا تصدق من العوائق الاقتصادية والتقنية في طريق هذا المشروع ، إلا أن أليكس ستوكتون ، على أمل النجاح ، يطرح سؤالًا حول وصول السفينة:
ناقشنا أنا وأبي قدرات المركبة الفضائية التي قدمها ميلنر وهوكينغ. يعتقد الأب أنه سيكون قادرًا على إبطاء جو الكوكب عندما يصل إلى هدفه. أعتقد أنه لن يكون من الممكن التباطؤ بشكل كبير ، وكل هذا سينتهي بانفجار قوي. من على حق؟
في الواقع ، إن هدف إرسال مركبة فضائية على بعد بضع سنوات ضوئية إلى أقرب نظام كوكبي لا يمكن أن يكون مجرد نقل للحطام الفضائي عبر المجرة.
نود الوصول إلى نظام مليء بالعوالم الأخرى ، مع القدرة على دراستها والحصول على البيانات وإعادتها إلى الأشخاص الذين سيظلون يعيشون على الأرض. لقد تلقينا بالفعل كمية لا تصدق من المعلومات حول أنظمة الطاقة الشمسية الغريبة بفضل برنامجنا لدراسة الكواكب الخارجية ، ولكن - كما هو موضح من قبل بعثات نيو هورايزونز وفجر وكاسيني التي عملت في نظامنا الشمسي - لا يمكن استبدال الفحص الدقيق للعوالم.
إذا استطعنا الوصول إلى هناك ، فسيكون ذلك بالفعل إنجازًا. إذا استطعنا التصويب والتسريع بشكل جيد بما يكفي بالدقة الصحيحة والقيم الصحيحة ، فإن سرعتنا ستكون تقريبًا 60000 كم / ثانية بالنسبة لأي كوكب أو نظام شمسي سنصل إليه. فكر في الأمر: 60،000 كم / ثانية ، 216 مليون كيلومتر في الساعة. إذا تجاوزت هذه السرعة كل ما يمكنك تخيله ، كما هي. إنها تتجاوز سرعة أي جسم مجهري معروف لنا ، وهذا يفوق مئات المرات السرعة اللازمة للهروب من جاذبية مجرتنا. إذا كنت تطير إلى منطقة صغيرة بها غاز محايد متناثر على طول الطريق ، فسيكون التسخين أمرًا لا يصدق. في الواقع ، في سرعات أبطأ آلاف المرات ، فقط الواقيات الحرارية الأكثر تقدمًا يمكنها نقل مدخل الغلاف الجوي.
رائد فضاء بوب كريبن مع كبسولة الجوزاء- B ، ودرعها الحر اللامعولكن إذا تحركت أسرع ألف مرة ، فإن الوضع يصبح أسوأ مليون مرة. إذا فتحت النافذة في السيارة أثناء التنقل ، فقد تلاحظ شيئًا مثيرًا للاهتمام: إذا كنت تقود مرتين بسرعة ، فستكون قوة السحب أكبر أربع مرات. تخضع الطاقة والاحتكاك والاحترار للمركبة الفضائية لنفس المشكلة ؛ إذا تحركت بسرعة مزدوجة ، فأنت تسخن أربع مرات أسرع ، وإذا عشر مرات - ثم مائة مرة. لفهم ما يمكن أن يختبره Starshot في الغلاف الجوي ، تخيل أقرب تشابه لهذا: نيزك.
معظم النيازك التي تصطدم بالأرض أثناء تساقط الشهب ، يمكن مقارنتها بالكتلة مع أجهزتنا - من 0.1 إلى 10 جرامًا. تتناسب كمية الطاقة الحركية للنيزك مع كتلته ومربع سرعته بالنسبة للغلاف الجوي. تطير هذه الشهب بسرعة: من 20 إلى 110 كم / ثانية ، وعادة ما تحترق في الغلاف الجوي في جزء من الثانية. أثناء الاستحمام النيزكي الثقيل والجميل ، يمكنك رؤية عشرات أو حتى مئات الاندفاعات في السماء طوال الليل.
الآن نأتي إلى سفينة الفضاء: كتلتها تشبه النيزك ، لكن السرعة أعلى 1000 مرة. هذا يعني أن طاقته الحركية ، التي ستحتاج إلى تبديدها ، ستكون أكبر من 1،000،000 مرة من نيزك نموذجي. سيواجه الكوكب الذي يتصادم مع مركبة فضائية من جرام واحد تتحرك بسرعة 60،000 كم / ثانية نفس الكارثة التي يواجهها كوكب يتصادم مع كويكب يزن 1 طن يتحرك بسرعة 60 كم / ثانية: أي ما يعادل تحدث الأرض كل عشر سنوات.
نيزك عام 1860 ، فنان الكنيسة فريدريك إدوينفي مثل هذه السرعات ، تتحول مادة المركبة الفضائية إلى بلازما عندما تمزق إلكتروناتها بواسطة الذرات / الجزيئات. مثل هذه السفينة الرقيقة والموزعة ، التي يخططون لبناءها ، سيتم تفكيكها بالميكروثانية - وهو أمر جيد ، لأنها ستحتاج فقط إلى 1000 ميكروثانية للتغلب على سمك الغلاف الجوي المماثل للأرض.
في محاولات الحفاظ على المركبة الفضائية سليمة ، من الأفضل الاعتماد على نفس مجموعة الليزر الموجودة عند نقطة الوصول التي يمكن أن تشع السفينة بالضوء من نفس التردد الذي تتسارع فيه. نحن نقوم بعمل جيد للغاية مع إنشاء مواد يمكن أن تعكس حوالي 99.999 ٪ من الضوء الساقط بتردد معين - وبفضل هذا ، فإن مفهوم مثل هذا الجهاز له الحق في الحياة. ولكن إذا اصطدم أي شيء بخلاف ضوء مثل هذا التردد - في أي إشعاع أو مادة أخرى - فستمتص كمية كبيرة من الطاقة. وبهذه السرعات ، هذا يعني التفكك. لذا ، يؤسفني أن أبلغك أنت ووالدك ، أليكس ، بأن المقاومة الجوية ستبطئ سفينتك الفضائية ، لكنها ستفعل ذلك على شكل كارثة حريق تدمر كل ما هو على متن السفينة ، حتى الذرات الفردية.