يفرض المنطق السليم أنه بالنسبة إلى رحلة إلى نظام نجمي آخر ، إما نوع جديد من نظام الدفع ، فإن الصبر الممتد على مدى عدة أجيال ، أو التغلب على قوانين الفيزياء ضرورية. ولكن إذا رفضت إرسال شخص أو سفينة فضاء تقليدية - هل يمكنك التوصل إلى تقنية أفضل ومبتكرة وبسيطة؟ في العام السابق على ذلك ،
كتب فريق من العلماء
ورقة حول كيفية دمج مجموعة من أشعة الليزر مع مفهوم الشراع الشمسي لإنشاء سفينة فضائية مع "شراع الليزر". من الناحية النظرية ، يمكن للتقنيات الحالية ، إلى جانب سفن الفضاء الخفيفة للغاية ("رقائق الفضاء") ، أن تسمح لنا بالوصول إلى أقرب النجوم في حياة بشرية واحدة.
مزايا هذا المشروع مذهلة:
• تتلقى هذه السفينة معظم طاقتها ليس من وقود الصواريخ القابل للتصرف ، ولكن من الليزر القادرة على إعادة التحميل.
• كتل الكون صغيرة جدًا ، لذا يمكن تفريقها بسرعات عالية جدًا قريبة من سرعة الضوء.
• مع النجاحات الحالية في تصغير الإلكترونيات وإنشاء مواد خفيفة ومتينة للغاية ، يمكننا حقًا إنشاء أجهزة مفيدة وإرسالها لسنوات ضوئية عديدة.
الفكرة ليست جديدة ، ولكن تطوير تقنيات جديدة - متاحة بالفعل ، وتلك ستكون متاحة خلال 20-30 عامًا - يجعل هذه الفرصة واقعية.
علاوة على ذلك ، نظرًا لأن الملياردير يوري ميلنر يتبرع بـ 100 مليون دولار للمشروع كجزء من
مبادرة الاختراق ، يبدو أن الإنسانية لا تزال تواصل النجوم. تمت الموافقة على هذا المفهوم من قبل العديد من العلماء الجادين ، لأن التكنولوجيا تتطور بسرعة كبيرة. تتحسن المواد النانوية ، ويمكننا أن نتوقع أن نبني شراعًا يزن 1 جرامًا ومساحة 1 متر مربع ، قادرة على عكس شعاع الليزر. كان أحد التطورات الحديثة في تكنولوجيا الليزر هو القدرة على تجميع أشعة الليزر في مجموعة كبيرة يمكنها تركيزها على هدف واحد. التحسينات اللاحقة في قوة الليزر
والتناغم تعني أن الليزر يمكنه تسريع الهدف إلى التسارع ، بما يتجاوز قدرات الليزر بشكل جذري في التسعينيات.
بعد بناء مجموعة كبيرة من أشعة الليزر في الفضاء ، وتوجيهها إلى هذه الأشرعة العاكسة للغرام وإطلاق النار عليها باستمرار ، يمكننا تسريع هذه الكوسموسيبس بسرعات تزيد عن 60،000 كم / ثانية ، أي حوالي 20 ٪ من سرعة الضوء. بهذه السرعة ، سيصلون إلى أقرب نظام نجمي في 22 عامًا ، وسنكون قادرين على الطيران إلى أقرب 100 نظام معروف لنا في غضون 100 عام. سيتطلب حجم مصفوفة الليزر مساحة ضخمة: حوالي 100 كيلومتر مربع ، والتي تقابل حوالي 2/3 من مساحة ولاية ليختنشتاين. لكن المشكلة معه في التكلفة فقط وليس في القيود التكنولوجية.
يبدو جيدًا جدًا أن يكون صحيحًا. في الواقع ، عند وصف المشروع ، لم يتم ذكر
العديد من عيوبه :
• سيتم بناء مجموعة من أشعة الليزر على سطح الأرض ، وليس في الفضاء. من الأسهل إنشاء وصيانة ، ناهيك عن حقيقة أنها ستكلف أقل 50 مرة ، ولكن الغلاف الجوي ينثر الضوء ، وبالتالي فإن جزءًا صغيرًا منه يصل إلى الكون. ضوء أقل يعني تسارع أقل ، وسرعة سفر أقل تجعل المشروع أقل جاذبية.
• إذا دخل تيار من أي نوع إلى هيكل مثل الشراع ، فسوف ينتج زخمًا زاويًا ويجعله يدور. من غير الواضح كيف سيكون من الممكن منع مثل هذا الشراع من الدوران والخروج عن السيطرة دون استخدام آلية استقرار ثقيلة على متن الطائرة.
• حتى إذا وصلت إلى الهدف ، لا يمكنك إبطاء أو نقل المعلومات إلى Earth. حتى الآن ، لن تكون الطاقة المتاحة لرقاقة الكون الصغيرة هذه كافية لنقل أي شيء إلى الأرض يمكننا اكتشافه.
• وأخيرًا ، المال: 100 مليون دولار تبدو أموالاً كثيرة ، لكن هذه أقل من 1٪ من تكلفة مثل هذا المشروع ، ناهيك عن تطوير تقنية غير موجودة بعد.
هناك أمل في حل بعض هذه المشاكل ، ولكن حتى الآن ، من وجهة نظر علمية ، لم يتم حلها بالكامل. هل ستكون هناك تحسينات في تكنولوجيا الموازاة بالليزر؟ هل سنقوم ببناء مثل هذه المجموعة الضخمة (أو القوية) التي يمكنها نقل كمية كبيرة بما فيه الكفاية من الطاقة إلى شراع الليزر؟ هل سنبني شراعًا أكثر نحافة وأكبر حتى يمكن الحصول على دفعة أكبر؟ هل يمكن للشراع ، حتى مع الانعكاسية بنسبة 99.9995٪ ، تحمل ليزر جيجاوات ، أم أن 0.0005٪ من الطاقة الممتصة تدمره؟
ماذا عن مشكلة التناوب ؛ هل سنخترع ونطور نانوجيروسات قادرة على تثبيت الشراع ضد الدوران؟ إذا لم يكن الأمر كذلك ، فهل يمكننا توجيهه نحو نظام نجمي آخر ، أم أنه سيطير إلى حيث سيذهب ، في حين أن الخطأ بنسبة 0.1٪ سيؤدي إلى ضياع بمليارات الكيلومترات؟ ماذا عن مشكلة الإرسال؟ هل سنضع كمية صغيرة من البلوتونيوم 238 في مولد كل سفينة؟ هل سنعتمد على تقنية جديدة لم يتم تطويرها بعد لنقل المعلومات؟ بالنظر إلى أن معظم الأدوات حتى من سفن فوييجر ، التي تقع على مسافة تراوحت بين 0.002 سنة ضوئية ، لا يمكنها التواصل مع الأرض ، فكيف نأمل أن ترسل رقاقة منفردة رسالة إلينا من مسافة تزيد 1000 مرة؟
مقياس مسافة لوغاريتمي يُظهر المركبة الفضائية فوييجر ونظامنا الشمسي والنجم الأقرب إلينا للمقارنةقد تكون المشكلة الأخيرة الأصعب. كما يقول عالم الكواكب بروس بيتس:
إذا استطعت أن تطير إلى الغابة وترى شجرة تسقط ، ولكن هل يمكنك إخبار أي شخص عنها ، فهل سيحدث أي فرق؟
ربما تكون هذه هي أصعب مشكلة في المشروع: هل ننفق عشرات المليارات من الدولارات ببساطة على إيصال غرام من قطعة أثرية من الأرض إلى الفضاء البعيد حتى لا نتلقى أخبارًا منها مرة أخرى؟
أنا لا أقول أن هذا ليس ضروريًا ، فقط دعنا نكون صادقين بشأن المشكلات التي يعاني منها المشروع. إذا فعلنا ذلك ، يجب أن نفعل ذلك بشكل صحيح ونضع أكبر قدر من المعقول في هذه المحاولة قدر الإمكان. هذه فرصة رائعة تحتاج إلى مزيد من الاستكشاف ، ولكن 100 مليون دولار وتقنياتنا الأكثر تقدمًا لا تبدأ في تقريبنا من هدفنا.