Zwei Jahre sind seit der
Ankündigung des Projekts zur Entwicklung eines Fluges von automatischen Stationen (oder Stationen) nach Alpha Centauri vergangen, der Starshot genannt wurde. Die Autoren der Idee sind Stephen Hawking und Yuri Milner. Leider ist Hawking nicht mehr bei uns, aber seine Ideen leben weiter, einschließlich eines Plans, den Roboter zu einem benachbarten Stern zu schicken. Es sei daran erinnert, dass es einer Person auf dem gegenwärtigen Stand der technologischen Entwicklung nicht möglich ist, dieses Projekt umzusetzen. Die Berechnung basiert auf der Tatsache, dass bis zur Mitte des Jahrhunderts die erforderlichen Werkzeuge erscheinen werden und die ersten Gesandten der Menschheit nach Alpha Centauri fliegen werden, wenn auch elektronisch-mechanisch.
Das Projekt selbst ist noch keine Diskussion wert, da es hier zu viele verschiedene Nuancen gibt. Sie können ein ganzes Buch zu diesem Thema schreiben und nicht nur eines. Aber ein Aspekt ist es wert, besprochen zu werden - leichtes Segel. Die gesamte Berechnung basiert auf der Tatsache, dass das Gerät aufgrund der starken Laserstrahlen, die vom Erdboden auf das Segel gesendet werden, auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt. Ein hervorragendes Ergebnis ist in diesem Fall eine Geschwindigkeit, die 20% der Lichtgeschwindigkeit entspricht. Andernfalls macht eine solche Mission keinen Sinn - bis die Ergebnisse des Projekts erscheinen, wird sich niemand mehr daran erinnern (vielleicht hört die Menschheit auf zu existieren).
Segel dieser Art sind nicht neu. Sie wurden wiederholt sowohl von Science-Fiction- als auch von Wissenschaftlern beschrieben. Darüber hinaus wurde das Segel am Beispiel des IKAROS-Apparats getestet. Letzterer entwickelte eine Geschwindigkeit von 400 m / s. Es stimmt, Starshot sollte eine viel höhere Geschwindigkeit haben - ungefähr 60.000 km / s. IKAROS im Vergleich zu Starshot - es ist dasselbe wie eine Schildkröte im Vergleich zu Achilles (welche von ihnen zuerst ins Ziel kommen, werden wir jetzt nicht diskutieren).
Das Segel hat eine Reihe von
Einschränkungen . Seine Fläche sollte nicht weniger als und nicht mehr als 10 Quadratmeter betragen, und die Masse darf gleichzeitig ein Gramm nicht überschreiten. Und noch etwas - das Material sollte nicht transparent sein, damit die Laserstrahlen nicht hindurchtreten, sondern Druck ausüben. Die Dicke des Segels beträgt somit etwa 100 Atome. Ein Material, das für die Festigkeit und einige andere Eigenschaften geeignet ist, ist Graphen. Es ist jedoch transparent, wenn es auf eine Dicke von 100 Atomen „ausgerollt“ wird. Es kann also als strukturelles Element dienen, aber nicht mehr. Was zusätzlich zu verwenden ist, ist eine offene Frage.
Die gute Nachricht ist, dass wenn das Segel auf die Moleküle interstellarer Materie trifft - und dies sind meistens Wasserstoff und Helium - sie einfach durch das Material gelangen, ohne es zu beschädigen. Staub ist ein weiteres Problem, aber laut Wissenschaftlern wird Staub am Ende der Reise nicht mehr als 0,1% der gesamten Segelfläche beschädigen. Darüber hinaus kollidiert in den meisten Fällen Staub mit dem Segel, nachdem das Gerät die erforderliche Geschwindigkeit erreicht hat. Nach dem Segel spielt keine so wichtige Rolle.
Ein weiteres technisches Problem sind die Laser selbst. Ihre Eigenschaften sollten so sein, dass die Strahlen nicht von der Atmosphäre absorbiert werden. Der größte Teil des Strahls muss das Segel erreichen und nach vorne schieben. Die Wellenlänge des Lichtstrahls beträgt in diesem Fall 1-2 Mikrometer. Gold oder Silber, wenn sie das Segel bedecken, sind durchaus in der Lage, die Laserstrahlen zu reflektieren und das Segel zu beschleunigen. Aber nicht alles ist so einfach, weil die Laserstrahlen nicht zu stark sein sollten, um das Segelmaterial nicht zu zerstören. Dieses Material kann aus den oben genannten Gründen nicht zu viel Laserenergie absorbieren und weist dennoch eine genau definierte Albedo auf.
Wissenschaftler planen, im Inneren des Segels Mikrostrukturen zu schaffen, die die Energie des Lichtstrahls effizient verteilen können, damit die Beschleunigung schneller wird. Viel hängt von der Struktur ab, hier ist eine Vielzahl von Lösungen verschiedener Art möglich, einschließlich Unregelmäßigkeiten, Löchern und Kombinationen dieser Elemente.
Und hier ist das Problem - weder Gold noch Silber sind für die Anforderungen geeignet. Im Allgemeinen gibt es praktisch keine Materialien mehr, die allen Konstruktionsparametern des Segels entsprechen. Darüber hinaus sind nicht für alle bekannten Verbindungen die Eigenschaften bekannt, die Segelentwickler kennen müssen. Vielleicht wird in Zukunft ein Zusammenhang mit den erforderlichen Eigenschaften hergestellt, nachdem Wissenschaftler eine zusätzliche Untersuchung bestehender Materialien durchgeführt haben, die als potenziell für Starshot geeignet angesehen werden können.
Ein Segel herzustellen ist eine schwierige Aufgabe, die mikroskopische Toleranzen erfordert (in diesem Fall ist das Mikroskop elektronisch und nicht optisch). Die kleinsten Fehler, und das Segel wird, anstatt zu beschleunigen, seine Ladung in verschiedene Richtungen ziehen, genau wie die Helden von Krylovs Fabel versucht haben, mit dem Karren fertig zu werden.
Wie dem auch sei, die Menschheit ist noch nicht in der Lage, mit der Umsetzung dieses interessanten Projekts zu beginnen, also müssen wir warten.
DOI:
10.1038 / s41563-018-0075-8