Kinnitatud päikesepoolsete planeetide arv on viimastel aastatel hüppeliselt kasvanud. Iga uue avastusega kerkib loomulikult küsimus, millal võiksime neid planeete otse uurida. Siiani on olnud mitmeid ettepanekuid, alates laserpurjega juhitavatest nanokäsitlustest, mis reisiksid Alpha Centaurisse kõigest 20 aasta pärast (Breakthrough Starshot), kuni aeglasemalt liikuvate mikrolaevadeni, mis oleksid varustatud geenilaboritega (The Genesis Project).
Kuid kui asi puudutab nende veesõidukite pidurdamist, et need saaksid kaugeid tähti ja orbiidiplaneete aeglustada ja uurida, muutuvad asjad natuke keerukamaks. Ajakirja The Genesis projekti viljastanud inimese - Frankfurdi Goethe ülikooli teoreetilise füüsika instituudi professor Claudius Gros - hiljutise uuringu kohaselt võis sel otstarbel kasutada spetsiaalseid purjeid, mis toetuvad ülijuhtidele magnetvälja tekitamiseks.
Starshot ja Genesis on sarnased selle poolest, et mõlema kontseptsiooni eesmärk on kasutada viimaseid edusamme miniaturiseerimisel. Täna suudavad insenerid luua andureid, tõukejõude ja kaameraid, mis on võimelised arvutusi ja muid funktsioone täitma, kuid moodustavad murdosa vanemate instrumentide suurusest. Ja kui tegemist on tõukejõuga, on palju võimalusi, alates tavapärastest rakettidest ja iooniajamitest kuni laseriga juhitavate kergete purjedeni.
Tähtedevahelise missiooni aeglustamine on siiski jäänud olulisemaks väljakutseks, kuna sellisele veesõidukile ei saa pidurdusjõude ja kütust varustada ilma selle kaalu suurendamata. Selle lahendamiseks soovitab professor Gros kasutada magnetseid purjeid, millel oleks muude olemasolevate meetodite ees arvukalt eeliseid. Nagu prof Gros e-posti teel kosmoseajakirjale selgitas:
“Klassikaliselt varustaksite kosmoselaeva rakettmootoritega. Tavalised rakettmootorid, kuna me kasutame neid satelliitide käivitamiseks, suudavad kiirust muuta ainult 5-15 km / s. Ja isegi siis, kui kasutatakse mitut etappi. Sellest ei piisa kiiruse 1000 km / s (0,3% c) või 100000 km / s (c / 3) lendava veesõiduki aeglustamiseks. Termotuumasünteesi või antimaterjali ajamid aitaksid natuke, kuid mitte oluliselt. ”
Tema kavandatav puri koosneks massiivsest ülijuhtivast silmusest, mille läbimõõt on umbes 50 kilomeetrit, mis tekitaks magnetvälja kohe, kui indutseeritakse kadudeta vool. Pärast aktiveerimist peegeldub tähtedevahelises keskkonnas ioniseeritud vesinik purje magnetväljalt. Selle tagajärjel kanduks kosmoselaeva hoog tähtedevahelisse gaasi, aeglustades seda järk-järgult.
Grossi arvutuste kohaselt toimiks see aeglaselt liikuvate purjede puhul, hoolimata tähtedevahelise ruumi äärmiselt madalast osakeste tihedusest, mis töötab välja 0,005 kuni 0,1 osakest kuupsentimeetri kohta. „Magnetiline puri vahetab aja jooksul energiakulu,” ütles Gros. „Kui lülitate oma auto mootori välja ja lasete tühikäigul veereda, aeglustub see hõõrdumise (õhk, rehvid) tõttu. Sama teeb ka magnetpurje, kus hõõrdumine tuleneb tähtedevahelisest gaasist. ”
Selle meetodi üheks eeliseks on asjaolu, et selle saab ehitada olemasolevat tehnoloogiat kasutades. Magnetpurje põhitehnoloogia on Biot Savarti silmus, mis paarituna samasuguste ülijuhtivate mähistega, mida kasutatakse suure energiaga füüsikas, tekitaks võimsa magnetvälja. Sellise purje kasutamisel võib tähtedevahelisest reisist aeglustada veelgi raskemaid kosmoselaevu - neid, mis kaaluvad kuni 1500 kilogrammi (1,5 tonni; 3 307 naela).
Üks suur puudus on aeg, milleks selline missioon kulub. Grosi enda arvutuste põhjal nõuaks magnetilisele pidurdusele tuginev kiire transiit Proxima Centaurisse laeva, mis kaaluks umbes 1 miljon kg (1000 tonni; 1102 tonni). Tärnidevaheline missioon, mis hõlmab 1,5 tonnist tonni, suudaks TRAPPIST-1 siiski jõuda umbes 12 000 aasta pärast. Nagu Gros järeldab:
“See võtab kaua aega (kuna tähtedevahelise meedia väga madal tihedus). See on halb, kui soovite oma elu jooksul tagasi tulla (teaduslikud andmed, põnevad pildid). Magnetilised purjed töötavad, kuid ainult siis, kui võtta hea meelega (väga) pikk vaade. ”
Teisisõnu, selline süsteem ei töötaks sellise nanokäsitluse jaoks nagu Breakthrough Starshot. Nagu selgitas Starshot'i enda dr Abraham Loeb, on projekti peamine eesmärk saavutada unistus tähtedevahelisest reisimisest laeva väljumise põlvkonna jooksul. Lisaks sellele, et dr Loeb on Harvardi ülikooli teadusprofessor Frank B. Baird, on ka Breakthrough Starshot nõuandekomitee juhataja.
Nagu ta ajakirjale Space Magazine selgitas:
„[Gros] järeldab, et tähtedevahelisel gaasil on purustamine võimalik ainult väikestel kiirustel (vähem kui murdosa protsent valguse kiirusest) ja isegi siis on vaja purje, mis on kümnete miilide laiune ja kaalub tonni. Probleem on selles, et nii väikese kiirusega võtab teekond lähimate tähtede juurde üle tuhande aasta.
“Algatuse Breakthrough Starshot eesmärk on käivitada kosmoselaev viiendikul valguse kiirusest, et see jõuaks lähimate tähtedeni inimese elu jooksul. Raske on inimesi põnevusse ajada teekonna üle, mille lõpulejõudmine neile tunnistajaks ei ole. Kuid on olemas hoiatus. Kui inimeste pikaealisust saaks geenitehnoloogia abil pikendada aastatuhandeteni, siis oleks Grosi kaalutud tüüpi kujundused kindlasti ahvatlevamad. ”
Kuid selliste missioonide jaoks nagu The Genesis Project, mille Gros algselt välja pakkus 2016. aastal, pole aeg faktor. Niisugusel sondil, mis kannaks üherakulisi organisme - kas kodeeritud geenitehases või mida säilitatakse krüogeenselt külmutatud eostena - võib naabruses asuvasse tähesüsteemi jõudmiseks kuluda tuhandeid aastaid. Sinna jõudes hakkaks see külvama üherakuliste organismidega “ajutiselt elamiskõlblikuks” peetud planeete.
Sellise missiooni jaoks pole reisiaeg kõige olulisem tegur. Oluline on võime aeglustada ja luua orbiidil planeedi ümber. Nii saaksid kosmoseaparaadid külvata neid ümberkaudseid maailmu maapealsete organismidega, mille mõju võib aeglaselt tekkida enne maadeavastajate või asunike ettekujunemist.
Arvestades, kui kaua võib inimestel jõuda isegi lähimatele päikesevälistele planeetidele, pole mõnesaja või paarituhande aasta pikkune missioon suur asi. Lõppkokkuvõttes langeb see, kui palju meetodit me tähtedevahelise missiooni teostamiseks valime, kui palju aega me oleme valmis investeerima. Uurimise huvides on võtmeteguriks otstarbekus, mis tähendab kerget käsitööd ja uskumatult suurt kiirust.
Kuid kui tegemist on pikaajaliste eesmärkidega - näiteks teiste maailmade külvamine eluga ja nende inimliku asustamise jaoks isegi terrasside kujundamine -, on parim aeglane ja püsiv lähenemisviis. Üks on kindel: kui seda tüüpi missioonid liiguvad kontseptsiooni etapist teostuseni, on see kindlasti põnev tunnistajaks!
