Dua tahun telah berlalu sejak
pengumuman proyek untuk mengembangkan penerbangan stasiun otomatis (atau stasiun) ke Alpha Centauri, yang disebut Starshot. Penulis ide tersebut adalah Stephen Hawking dan Yuri Milner. Sayangnya, Hawking tidak lagi bersama kami, tetapi idenya terus hidup, termasuk rencana untuk mengirim robot ke bintang tetangga. Perlu diingat bahwa pada tingkat perkembangan teknologi saat ini tidak memungkinkan seseorang untuk mengimplementasikan proyek ini - perhitungan dibuat berdasarkan fakta bahwa pada pertengahan abad ini alat yang diperlukan akan muncul, dan utusan pertama umat manusia akan terbang ke Alpha Centauri, meskipun elektronik dan mekanik.
Proyek itu sendiri belum layak dibahas, karena ada terlalu banyak nuansa yang berbeda di sini, Anda dapat menulis seluruh buku tentang hal ini, dan bukan satu. Tapi satu aspek yang layak dibicarakan - berlayar ringan. Seluruh perhitungan didasarkan pada kenyataan bahwa perangkat akan berakselerasi ke kecepatan tinggi karena sinar laser yang kuat dikirim ke layar dari bagian belakang Bumi. Hasil yang sangat baik dalam hal ini adalah seperangkat kecepatan yang setara dengan 20% dari kecepatan cahaya. Kalau tidak, tidak ada arti dalam misi semacam itu - pada saat hasil proyek muncul, tidak ada yang akan ingat (mungkin umat manusia akan tidak ada lagi).
Layar semacam ini bukanlah hal baru. Mereka telah berulang kali dideskripsikan oleh fiksi ilmiah dan cendekiawan. Selain itu, layar diuji pada contoh peralatan IKAROS. Yang terakhir mengembangkan kecepatan 400 m / s. Benar, Starshot harus memiliki kecepatan yang jauh lebih tinggi - sekitar 60.000 km / s. IKAROS dibandingkan dengan Starshot - ini sama dengan kura-kura dibandingkan dengan Achilles (yang mana dari mereka yang akan sampai di garis finish pertama yang tidak akan kita diskusikan sekarang).
Layar memiliki sejumlah
batasan . Luasnya harus tidak kurang dari dan tidak lebih dari 10 meter persegi, dan massa pada saat yang sama tidak dapat melebihi satu gram. Dan satu hal lagi - bahannya tidak harus transparan sehingga sinar laser tidak melewatinya, tetapi memberikan tekanan. Ketebalan layar akan sekitar 100 atom. Bahan yang cocok untuk kekuatan dan beberapa karakteristik lainnya adalah graphene. Tapi itu akan transparan jika "diluncurkan" ke ketebalan 100 atom. Jadi itu bisa berfungsi sebagai elemen struktural, tetapi tidak lebih. Apa yang harus digunakan sebagai tambahan adalah pertanyaan terbuka.
Berita baiknya adalah bahwa ketika layar bertemu dengan molekul-molekul materi antarbintang - dan ini paling sering adalah hidrogen dan helium, mereka akan dengan mudah melewati material tanpa merusaknya. Debu adalah masalah lain, tetapi menurut para ilmuwan, pada akhir perjalanan, debu tidak akan merusak lebih dari 0,1% dari total area layar. Selain itu, debu akan bertabrakan dengan layar dalam banyak kasus setelah perangkat mengambil kecepatan yang diperlukan. Setelah berlayar tidak memainkan peran penting.
Masalah teknis lainnya adalah laser itu sendiri. Karakteristik mereka harus sedemikian rupa sehingga sinar tidak diserap oleh atmosfer, sebagian besar sinar harus mencapai layar dan mendorongnya ke depan. Panjang gelombang sinar dalam kasus ini adalah 1-2 mikrometer. Emas atau perak, jika menutupi layar, cukup mampu memantulkan sinar laser dan mempercepat layar. Tapi tidak semuanya begitu sederhana, karena sinar laser seharusnya tidak terlalu kuat agar tidak merusak bahan layar. Bahan ini tidak dapat menyerap terlalu banyak energi laser, karena alasan di atas, namun memiliki albedo yang terdefinisi dengan baik.
Para ilmuwan berencana untuk membuat struktur mikro di bagian dalam layar yang dapat secara efisien mendistribusikan energi berkas cahaya sehingga akselerasi berjalan lebih cepat. Banyak tergantung pada strukturnya, di sini sejumlah besar solusi dari berbagai jenis dimungkinkan, termasuk penyimpangan, lubang dan kombinasi elemen-elemen ini.
Dan inilah masalahnya - baik emas maupun perak tidak cocok untuk persyaratan. Secara umum, praktis tidak ada bahan sekarang yang sesuai dengan semua parameter desain layar. Selain itu, tidak untuk semua senyawa yang diketahui, karakteristik yang perlu diketahui pengembang layar diketahui. Mungkin di masa depan hubungan dengan karakteristik yang diperlukan akan ditemukan setelah para ilmuwan melakukan studi tambahan bahan yang ada yang dapat dianggap berpotensi cocok untuk Starshot.
Membuat layar adalah tugas yang sulit yang membutuhkan toleransi mikroskopis (dalam hal ini, mikroskop itu elektronik, bukan optik). Kesalahan sekecil apa pun, dan layar, alih-alih mempercepat, akan menarik muatannya ke arah yang berbeda, sama seperti para pahlawan dongeng Krylov yang berusaha mengatasi gerobak.
Bagaimanapun, umat manusia belum dalam posisi untuk memulai implementasi proyek yang menarik ini, jadi kita harus menunggu.
DOI:
10.1038 / s41563-018-0075-8