لقد مر عامان منذ
الإعلان عن المشروع لتطوير رحلة من محطات (أو محطات) آلية إلى Alpha Centauri ، والتي كانت تسمى Starshot. مؤلفو الفكرة هم ستيفن هوكينج ويوري ميلنر. لسوء الحظ ، لم يعد Hawking معنا ، لكن أفكاره تستمر في العيش ، بما في ذلك خطة لإرسال الروبوت إلى نجم مجاور. تجدر الإشارة إلى أنه في المستوى الحالي للتطور التكنولوجي لا يسمح للشخص بتنفيذ هذا المشروع - يتم الحساب على حقيقة أنه بحلول منتصف القرن ستظهر الأدوات اللازمة ، وسيتوجه المبعوثون الأوائل للبشرية إلى Alpha Centauri ، وإن كان ميكانيكيًا إلكترونيًا.
المشروع نفسه لا يستحق المناقشة حتى الآن ، نظرًا لوجود العديد من الفروق الدقيقة المختلفة هنا ؛ يمكنك كتابة كتاب كامل حول هذا الموضوع ، وليس كتابًا واحدًا فقط. ولكن هناك جانب واحد يستحق الحديث عنه - الشراع الخفيف. يعتمد الحساب بالكامل على حقيقة أن الجهاز سوف يتسارع إلى سرعات عالية بسبب أشعة الليزر القوية المرسلة إلى الشراع من الجزء الخلفي من الأرض. ستكون النتيجة الممتازة في هذه الحالة هي مجموعة سرعة تعادل 20٪ من سرعة الضوء. خلاف ذلك ، لا يوجد معنى في مثل هذه المهمة - بحلول الوقت الذي تظهر فيه نتائج المشروع ، لن يتذكر أحد (ربما ستختفي البشرية من الوجود).
الأشرعة من هذا النوع ليست جديدة. وقد تم وصفها بشكل متكرر من قبل كل من الخيال العلمي والعلماء. علاوة على ذلك ، تم اختبار الشراع على سبيل المثال من جهاز IKAROS. تطور الأخير بسرعة 400 م / ث. صحيح أن Starshot يجب أن تكون ذات سرعة أعلى بكثير - حوالي 60،000 كم / ثانية. IKAROS مقارنة بـ Starshot - إنها نفس السلاحف مقارنةً بأخيل (التي ستصل إلى خط النهاية أولاً ، لن نناقش الآن).
الشراع لديه عدد من
القيود . يجب ألا تقل مساحتها عن 10 أمتار مربعة ولا تزيد عن كتلة واحدة في نفس الوقت. وشيء آخر - يجب ألا تكون المادة شفافة بحيث لا تمر أشعة الليزر من خلالها ، بل تمارس الضغط. وبالتالي يبلغ سمك الشراع حوالي 100 ذرة. مادة مناسبة للقوة وبعض الخصائص الأخرى هي الجرافين. ولكن سيكون شفافًا إذا تم "طرحه" بسمك 100 ذرة. لذلك يمكن أن تكون بمثابة عنصر هيكلي ، ولكن ليس أكثر. بالإضافة إلى ذلك ، يجب استخدام سؤال مفتوح.
الخبر السار هو أنه عندما يلتقي الشراع مع جزيئات المادة بين النجوم - وهذا غالبًا ما يكون الهيدروجين والهيليوم ، فإنهم ببساطة سيمرون عبر المادة دون إتلافها. الغبار مشكلة أخرى ، ولكن وفقًا للعلماء ، بحلول نهاية الرحلة ، لن يتسبب الغبار في إتلاف ما لا يزيد عن 0.1 ٪ من إجمالي مساحة الشراع. علاوة على ذلك ، سوف يتصادم الغبار مع الشراع في معظم الحالات بعد أن يلتقط الجهاز السرعة اللازمة. بعد الشراع لا يلعب مثل هذا الدور الهام.
مشكلة فنية أخرى هي الليزر نفسها. يجب أن تكون خصائصها بحيث لا تمتص الأشعة الأشعة بواسطة الغلاف الجوي ، ويجب أن تصل معظم الحزمة إلى الشراع وتدفعه إلى الأمام. سيكون الطول الموجي لحزمة الضوء في هذه الحالة 1-2 ميكرومتر. الذهب أو الفضة ، إذا غطوا الشراع ، قادرون على عكس أشعة الليزر وتسريع الشراع. لكن ليس كل شيء بهذه البساطة ، لأن أشعة الليزر يجب ألا تكون قوية جدًا حتى لا تدمر مادة الشراع. لا يمكن لهذه المادة امتصاص الكثير من طاقة الليزر ، للأسباب المذكورة أعلاه ، ومع ذلك فهي تحتوي على بياض محدد جيدًا.
يخطط العلماء لإنشاء بنى مجهرية داخل الشراع يمكن أن توزع طاقة شعاع الضوء بكفاءة بحيث يسرع التسارع. يعتمد الكثير على البنية ، وهنا يمكن استخدام عدد كبير من الحلول بمختلف أنواعها ، بما في ذلك المخالفات والثقوب ومجموعات هذه العناصر.
وهنا تكمن المشكلة - فلا الذهب ولا الفضة مناسبان للمتطلبات. بشكل عام ، لا توجد عمليا أي مواد تتوافق مع جميع معلمات التصميم للشراع. علاوة على ذلك ، ليس لجميع المركبات المعروفة الخصائص التي يحتاج مطورو الشراع إلى معرفتها. ربما في المستقبل سيتم العثور على اتصال بالخصائص المطلوبة بعد إجراء العلماء دراسة إضافية للمواد الموجودة التي يمكن اعتبارها مناسبة لـ Starshot.
يعد الإبحار مهمة صعبة تتطلب التحمل المجهري (في هذه الحالة ، يكون المجهر إلكترونيًا وليس بصريًا). أبسط الأخطاء ، وسيسحب الشراع ، بدلاً من التسارع ، حمله في اتجاهات مختلفة ، تمامًا كما حاول أبطال حكاية كريلوف التعامل مع العربة.
مع ذلك ، فإن الإنسانية ليست في وضع يمكنها من البدء في تنفيذ هذا المشروع المثير للاهتمام ، لذا علينا الانتظار.
دوى:
10.1038 / s41563-018-0075-8