L'année dernière, Yuri Milner et Stephen Hawking se sont associés pour créer le projet
Breakthrough Starshot . Leur plan est d'utiliser une vaste gamme de lasers qui accéléreront une voile laser très légère. Une voile, avec un «bateau sur une puce» attaché, accélérera à une vitesse supérieure à 20% de la vitesse de la lumière, et ira à l'une des étoiles les plus proches. À une telle vitesse, il doit atteindre son objectif en une seule vie humaine - une réalisation incroyable! Et bien qu'il y ait une quantité incroyable d'obstacles économiques et techniques sur la route de ce projet, Alex Stockton, dans l'espoir de réussir, pose une question sur l'arrivée du navire:
Mon père et moi avons discuté des capacités du vaisseau spatial offert par Milner et Hawking. Le père pense qu'il pourra ralentir l'atmosphère de la planète lorsqu'il atteindra son objectif. Je crois qu'il ne sera pas possible de ralentir sensiblement, et tout cela se terminera par une puissante explosion. Qui a raison?
En effet, l'objectif d'envoyer un vaisseau spatial à quelques années-lumière du système planétaire le plus proche ne peut pas être un simple transfert de débris spatiaux à travers la galaxie.
Nous aimerions arriver à un système rempli d'autres mondes, avec la possibilité de les étudier, d'obtenir des données et de les rendre à ces personnes qui vivront toujours sur Terre. Nous avons déjà reçu une quantité incroyable d'informations sur les systèmes solaires extraterrestres grâce à notre programme d'étude des exoplanètes, mais - comme le montrent les missions New Horizons, Dawn et Cassini qui ont fonctionné dans notre système solaire - un examen attentif des mondes ne peut pas être remplacé.
Si nous pouvons y arriver, ce sera déjà un exploit. Si nous pouvons viser et accélérer assez bien avec la bonne précision et les bonnes valeurs, notre vitesse sera d'environ 60 000 km / s par rapport à n'importe quelle planète ou système solaire auquel nous arriverons. Pensez-y: 60 000 km / s, 216 millions de km / h. Si une telle vitesse dépasse tout ce que vous pouvez imaginer, c'est comme ça. Il dépasse la vitesse de tout objet macroscopique que nous connaissons, et c'est des centaines de fois plus que les vitesses nécessaires pour échapper à l'attraction gravitationnelle de notre galaxie. Si vous volez dans une petite zone avec du gaz neutre dispersé en cours de route, le chauffage sera incroyable. En effet, à des vitesses des milliers de fois plus lentes, seuls les boucliers thermiques les plus avancés peuvent transférer l'entrée de notre atmosphère.
L'astronaute Bob Cripen avec une capsule Gemini-B et son bouclier thermique battu mais entierMais si vous vous déplacez mille fois plus vite, la situation devient un million de fois pire. Si vous avez ouvert la fenêtre de la voiture lors de vos déplacements, vous remarquerez peut-être quelque chose d'intéressant: si vous conduisez deux fois plus vite, la force de traînée sera quatre fois plus importante. L'énergie, la friction et l'échauffement d'un vaisseau spatial sont soumis au même problème; si vous vous déplacez à double vitesse, vous vous échauffez quatre fois plus vite, et si avec dix fois - puis cent fois. Pour comprendre ce que Starshot peut ressentir dans l'atmosphère, imaginez l'analogie la plus proche: un météore.
La plupart des météores s'écrasant sur la Terre pendant une pluie de météores sont comparables en masse avec notre appareil - de 0,1 à 10 grammes. La quantité d'énergie cinétique d'un météore est proportionnelle à sa masse et au carré de sa vitesse par rapport à l'atmosphère. Ces météores volent vite: de 20 à 110 km / s, et s'éteignent généralement dans l'atmosphère en une fraction de seconde. Pendant une pluie de météores lourde et magnifique, vous pouvez voir des dizaines voire des centaines d'éclatements dans le ciel pendant la nuit.
Nous arrivons maintenant au vaisseau spatial: sa masse est comparable à celle d'un météore, mais la vitesse est 1000 fois plus élevée. Cela signifie que son énergie cinétique, qui devra être dissipée, sera 1 000 000 fois supérieure à celle d'un météore typique. Une planète entrant en collision avec un vaisseau spatial de 1 gramme se déplaçant à une vitesse de 60 000 km / s connaîtra la même catastrophe qu'une planète entrant en collision avec un astéroïde pesant 1 tonne se déplaçant à une vitesse de 60 km / s: l'équivalent de ce La Terre se produit tous les dix ans.
Météore de 1860, artiste Frederick Edwin ChurchÀ de telles vitesses, la substance de l'engin spatial se transformera en plasma lorsque ses électrons seront arrachés par des atomes / molécules. Un navire aussi mince et distribué, qu'ils envisagent de construire, sera désintégré en microsecondes - ce qui est bien, car il n'aura besoin que de 1000 microsecondes pour surmonter l'épaisseur d'une atmosphère comparable à la Terre.
Pour tenter de garder le vaisseau spatial intact, il est préférable de s'appuyer sur le même réseau de lasers présents au point d'arrivée qui peuvent irradier le navire avec une lumière de la même fréquence qu'il accélère. Nous nous en sortons très bien avec la création de matériaux pouvant réfléchir environ 99,999% de la lumière incidente d'une certaine fréquence - grâce à cela, le concept d'un tel appareil a droit à la vie. Mais si vous tombez sur autre chose que la lumière d'une telle fréquence - sur tout autre rayonnement ou matière - vous absorberez une énorme quantité d'énergie. Et à ces vitesses, cela signifiera la désintégration. Donc, je regrette de vous informer, vous et votre père, Alex, que la résistance atmosphérique ralentira votre vaisseau spatial, mais le fera sous la forme d'une catastrophe incendie qui détruira tout ce qui se trouve sur le navire, jusqu'à des atomes individuels.