Zu Alpha Centauri auf einem Laser für 20 Jahre

Mit finanzieller Unterstützung der NASA untersucht Physikprofessor Philip Lubin die Möglichkeit, Laserenergie für interstellare Bewegungen einzusetzen.

Das dünnste lasergesteuerte Raumschiff, das in 20 Jahren nach Alpha Centauri fliegen kann, klingt vielleicht wie Science-Fiction, ist es aber nicht. Und obwohl der Start in Frage gestellt wird, besteht eine solche Möglichkeit in Zukunft, so Philip Lubin, Professor für Physik an der University of California in Santa Barbara.

Um diese Möglichkeit weiter zu untersuchen, untersuchen Lubin und sein Team von der Experimental Cosmology Group der University of California die Verwendung von Lasern zum Antrieb von Raumfahrzeugen. Die Gruppe erhielt eines der 15 Forschungsstipendien der NASA. Das NASA-Programm entwickelt fortschrittliche Technologien und versucht, das, was nach Science-Fiction klingt, zu einer wissenschaftlichen Tatsache zu machen.

"Eine der wichtigsten Aufgaben der Menschheit ist das Studium anderer Planetensysteme durch das Senden von Sonden und möglicherweise die Entdeckung des Lebens", sagte Lubin. „Wir schlagen ein System vor, mit dem wir den ersten Schritt zur interstellaren Forschung machen können, indem wir die Energie des Laserstrahls in Kombination mit kleinen Sonden nutzen. Zusammen mit den neuesten Arbeiten auf dem Gebiet der Photonik können wir uns nun eine Kombination von Technologien vorstellen, die die Möglichkeit bietet, einen realistischen Ansatz für den Versand von Sonden weit über die Grenzen unseres Sonnensystems hinaus zu entwickeln. “

Das Hauptziel des Teams der University of California ist es, zusätzlich zur aktuellen Fernerkundung durch umlaufende und bodengestützte Teleskope kleine Sonden zu senden. Durch die Finanzierung kann das Lubin-Team ein vollständigeres Konzept eines voll funktionsfähigen flachen Raumfahrzeugs erstellen, das mit einer Energiequelle, Laserkommunikation und einer Steuerung durch Photonentriebwerke ausgestattet ist. In diesem Projekt mit dem Namen DEEP-IN (Directed Energy Propulsion for Interstellar ExploratioN) werden auch die für die Entwicklung der Technologie erforderlichen Lasergeräteelemente entworfen.

Der Schlüssel zur Funktionsweise des Systems liegt in der Möglichkeit, eine Photonenmaschine und ultraleichte Sonden zu erzeugen. Trotz der Fähigkeit, Raumfahrzeuge beliebiger Masse in Bewegung zu setzen, bewegen sich kleine Sonden schneller und eignen sich besser für interstellare Missionen.

In Übereinstimmung mit dem DEEP-IN-Projekt bleiben Kraftwerke in der Umlaufbahn um die Erde (oder in der Nähe), während die Fähigkeit erhalten bleibt, hochintegrierte Raumfahrzeuge mit einer Geschwindigkeit anzutreiben, die deutlich höher ist als die Geschwindigkeit, die Wissenschaftler derzeit erreichen können. Eine Laserphotonenmaschine verwendet den Photonendruck in Form von Energie, die vom Strom übertragen wird, um das Raumschiff anzutreiben. Ohne signifikante Geschwindigkeitsbegrenzungen wird diese Technologie die Fähigkeit schaffen, mit nahezu Lichtgeschwindigkeit zu reisen, was für interstellare Flüge erforderlich ist.

Laut Lubin kann dasselbe System für viele andere Zwecke verwendet werden, einschließlich der Bewegung innerhalb unseres Sonnensystems, um beispielsweise schnell Sonden zum Mars zu liefern und den Planeten zu schützen. Als weiteres Beispiel für diese Technologie nahm die University of California auf der Spring Planetary Defense Conference in Italien an einem Experiment teil, um eine simulierte Bedrohung durch eine Asteroiden-Kollision mit der Erde abzuwehren. Die Entscheidung der Gruppe: die Richtung der Asteroidenbewegung mithilfe der DE-STAR-Technologie zu ändern, ursprünglich vorgeschlagen von Lubin und Gary Hughes, Associate Professor an der California State Polytechnic University in San Luis Obispo.

DE-STAR (Directed Energy Solar Targeting von Asteroiden und ExploRation) ist eine gerichtete Energietechnologie, die sowohl zur Schaffung von Raumfahrzeugen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit als auch zur Verringerung der potenziellen Bedrohung der Erde, beispielsweise der Bedrohung durch Asteroiden und Kometen, angeboten wird. Diese Technologie ist für einen weiten Verbreitungsbereich völlig einheitlich und veränderbar. Aufgrund dieser Technologie kann sie heute für kleine Missionen eingesetzt werden, die den Schutz des Planeten zum Ziel haben. In Zukunft kann sie erweitert werden, um mit Photonentriebwerken ausgestattete Raumfahrzeuge zu schaffen und die Erfüllung von Aufgaben sicherzustellen. wie das DEEP-IN-Programm.

"Obwohl dieses Konzept nicht für alle Raumfahrzeuge geeignet ist, eröffnet es radikal neue Möglichkeiten", sagte Lubin. „Dieses Projekt ist ein Schritt in Richtung der ersten interstellaren Mission, aber viel wichtiger ist, dass wir Forschung betreiben und die entsprechende technologische Basis entwickeln. Dies gibt uns die Möglichkeit, eine einzelne Photonen-Engine zu entwickeln, die Millionen kleiner Sonden senden kann.
"Wir haben unsere Strategie radikal überarbeitet, um den Traum vom Erreichen der Sterne nicht aufzugeben", fügte Lubin hinzu. "DEEP-IN wird uns helfen, diesem Ziel technologisch näher zu kommen, und obwohl es nicht einfach ist, ist es technologisch möglich, diese Arbeit für uns zu beginnen."

[ Quelle ]

Source: https://habr.com/ru/post/de381505/