Физици с план за изпращане на сонда отвъд междузвездното пространство

По думите им това е много скъпо, но постижимо с днешните технологии

Снимка: NASA

Физици с план за изпращане на сонда отвъд междузвездното пространство

По думите им това е много скъпо, но постижимо с днешните технологии

11:25 | 7 януари 2025 | Редактор : Стоян Гогов 5 1055 Снимка: NASA

Изпращането на космически апарат до друга звезда е монументално предизвикателство. Това обаче не спира хората да работят върху него. Най-видимите групи, които в момента се занимават с това, са Breakthrough Starshot и Tau Zero Foundation.

Джефри Грийсън от Tau Zero и Герард Брюхаг от Националната лаборатория в Лос Аламос разглеждат технологията за постигането на този полет с релационистичен електронен лъч.

Едно от основните съображения при проектирането на подобна мисия е масата на сондата. Breakthrough Starshot се фокусира върху малък дизайн с огромни "слънчеви крила", които ѝ позволяват да се движи към Алфа Кентавър. Тази минималистична сонда обаче би могла да събере малко или никаква научна информация, след като достигне целта си - тя по-скоро демонстрира инженерно постижение, отколкото изпълнява истинска научна мисия.

Докладът на Джефри Грийсън и Герард Брюхаг, напротив, разглежда сонди с размер до 1000 кг - приблизително колкото сондите "Вояджър" от 70-те години. Със съвременни технологии такава сонда би могла да побере значително повече сензори и контроли.

За задвижване на по-голяма сонда е необходим по-различен подход. Breakthrough Starshot планира използването на лазерен лъч във видимия спектър, който да задвижва светлинни платна, прикрепени към сондата. Но с настоящата оптична технология този лъч би могъл да действа ефективно само на разстояние около 0.1 астрономически единици (AU) от Земята - което е нищожна част от общо 277 000 AU до Алфа Кентавър.

Авторите на доклада предлагат алтернатива - осигуряване на енергия за по-дълъг период. Това би позволило натрупване на повече сила и придвижване на значително по-голяма сонда.

Докладът разглежда концепцията за мисия, наречена Sunbeam, която използва релационистичен електронен лъч. Електроните могат лесно да бъдат ускорени до скорости, близки до светлинната, но тъй като имат еднакъв отрицателен заряд, те взаимно се отблъскват, намалявайки ефективността на лъча. Това обаче не е толкова сериозен проблем при релационистични скорости поради феномен, известен като релационистично прищипване, открит в ускорителите на частици.

Изчисленията показват, че такъв лъч може да осигури енергия на разстояния до 100 или дори 1000 AU.

В края на периода на задвижване сонда с маса 1000 кг би могла да се движи със скорост до 10% от скоростта на светлината, което ѝ позволява да достигне Алфа Кентавър за малко над 40 години.

Един от най-големите проблеми е генерирането на необходимата енергия. За сонда, намираща се на 100 AU, се изисква лъч с енергия до 19 гигаелектронволта - доста мощен лъч, но в рамките на възможностите на съвременните технологии.

За да улови тази енергия в космоса, авторите предлагат използването на соларен статит - платформа, която се задържа над повърхността на Слънцето, комбинирайки натиск от слънчевата светлина и магнитното поле на Слънцето. Тя би работила зад масивен слънчев щит, осигурявайки стабилна среда за формиране на лъча.

Въпреки че концепцията все още е в сферата на научната фантастика, авторите показват, че е възможно да се изпрати научно полезна сонда до Алфа Кентавър в рамките на човешки живот с минимални подобрения на съществуващите технологии.

ИЗБРАНО