California ülikoolis Santa Barbaras töötavad UCSB eksperimentaalse kosmoloogia töörühma (EKG) teadlased praegu välja võimalusi, kuidas saavutada unistus tähtedevahelisest lennust. Professor Philip Lubini juhtimisel on rühm pühendanud märkimisväärseid jõupingutusi tähtedevahelise missiooni loomiseks, mis koosneb suunatud energiaga kergest purjest ja vahvlite mõõtmetega kosmoselaevast (WSS).
Kui kõik läheb hästi, suudab see kosmoselaev saavutada relativistliku kiiruse (osa valguse kiirusest) ja viia selle lähima tähesüsteemi (Proxima Centauri) meie elu jooksul. Hiljuti saavutas EKG suure vahe-eesmärgi, katsetades edukalt nende vahvlite prototüüpi (teise nimega “StarChip”). See koosnes prototüübi saatmisest ballooni kaudu stratosfääri, et testida selle funktsionaalsust ja jõudlust.
Käivitamine viidi läbi koostöös Ameerika Ühendriikide mereväe akadeemiaga Annapolises 12. aprillil 2019. See kuupäev valiti nii, et see langeb kokku Venemaa kosmonauti Juri Gagarini kosmoselennu 58. aastapäevaga, tehes temast esimese kosmosesse läinud inimese. . Test koosnes õhupalli prototüübi laskmisest Pennsylvania kohal 32 000 m kõrgusele.
Nagu prof Lubin intervjuus UCSB'dele selgitas Praegune:
„See on osa tulevikuehitusprotsessist ja katsetate süsteemi kõiki osi selle täpsustamiseks. See on osa pikaajalisest programmist, mille eesmärk on miniatuursete kosmoselaevade arendamine planeetidevahelise ja lõpuks tähtedevahelise lennuna. "
StarChipi idee on lihtne. Miniaturiseerimisel tehtud edusamme ära kasutades saaks kõik uurimismissiooni vajalikud komponendid paigaldada inimese käe mõõtu kosmoselaevale. Purjekomponent tugineb päikesepurje kontseptsioonile ja kergete materjalidega tehtud arendustele; ja koos moodustavad nad kosmoselaeva, mida saab valguse kiiruseni kuni 20% kiirendada.
Selle lennu huvides pani selle loonud teadusrühm StarChipi läbi katseseeria, mille eesmärk oli hinnata selle jõudlust kosmoses ja võimet uurida teisi maailmu. Lisaks prototüübi nägemisele, kuidas see Maa stratosfääris (kolm korda kõrgem kui lennukite operatiivne lagi) avas, kogus prototüüp rohkem kui 4000 pilti Maast. Nagu Lubini labori arendusinsener Nic Rupert selgitas:
„Selle eesmärk oli täita palju suurema kosmoselaeva funktsioone, näiteks pildistamine, andmeedastus, sealhulgas laserside, hoiaku määramine ja magnetvälja tuvastamine. Kiirete edusammude tõttu mikroelektroonikas võime kosmoseaparaadi kahandada palju väiksemaks, kui seda on varem tehtud spetsiaalsete rakenduste jaoks, nagu meie oma. ”
Kuigi StarChip esines sellel lennul veatult, on ees veel suuri tehnilisi tõkkeid. Arvestades läbitavaid vahemaid - 4,24 valgusaastat (40 triljonit km; 25 triljonit miili) - ja asjaolu, et kosmoselaev peab jõudma murdosa valguse kiirusest, on tehnoloogilised nõuded hirmutavad. Nagu Lubin ütles:
„Tavalisel keemilisel tõukejõul, näiteks sellisel, mis viis meid Kuule ligi 50 aastat tagasi tänaseni, kulub lähimasse tähesüsteemi Alpha Centauri jõudmiseks ligi sada tuhat aastat. Ja isegi täiustatud tõukejõud, näiteks ioonmootorid, võtaks tuhandeid aastaid. On ainult üks teadaolev tehnoloogia, mis inimese elu jooksul suudab jõuda lähedalasuvate tähtedeni ja mis kasutab tõukejõusüsteemina valgust ise. ”
Üks suurimaid väljakutseid sellel hetkel on maapealse lasermassiivi ehitamine, mis oleks võimeline laserpurje kiirendama. "Kui teil on piisavalt suur lasermassiiv, võite tegelikult vahvleid laserpurjega lükata, et jõuda meie eesmärgini - 20 protsenti valguse kiirusest," lisas Rupert. "Siis oleksite umbes 20 aasta pärast Alpha Centauris."
Alates 2009. aastast on UCSB eksperimentaalkosmoloogia töörühm seda kontseptsiooni uurinud ja arendanud NASA täiustatud kontseptsioonide programmi Starlight all. Alates 2016. aastast on nad saanud Breakthrough Initiatives (Juri Milneri loodud mittetulundusliku kosmoseuuringute programmi) märkimisväärset tuge programmi Breakthrough Starshot raames.
Ühtse kosmoselaeva loomise asemel loodab meeskond, et nende uurimistöö tulemusel luuakse sadu ja isegi tuhandeid vahvlivarrasid, mis võiksid lähedalasuvates tähesüsteemides eksoplaneete külastada. Need kosmoseaparaadid kaotaksid vajaduse raketikütuse järele ja suudaksid selle teekonna teha pigem mõne aastakümne, mitte sajandite või aastatuhandete jooksul.
Sellega seoses suudaksid need kosmoseaparaadid paljastada, kas meie eluperioodil eksisteerib Maa peal ka väljaspool Maad. Veel üks huvitav UCSB projekti aspekt hõlmab elu saatmist Maalt teistele eksoplaneetidele. Täpsemalt, tardigraadid ja nematood c.
Nende plaani see aspekt ei erine doktor Claudius Grosi ettepanekust Goethe ülikooli teoreetilise füüsika instituudist. Asjakohase nimega „Project Genesis“ kutsutakse ettepanekus üles suunatud energia abil liikuvatele kosmoselaevadele liikuma teistesse tähesüsteemidesse ja külvama kõik seal olevad ajutiselt elatavad eksoplaneedid. Lühidalt, elule antaks hüppelaua planeetidel, mis on elamiskõlblikud, kuid mitte asustatud.
Nagu selgitas UCSB elektri- ja arvutitehnika osakonna magistrant David McCarthy, on kõik itteni jõudmine väga korduv protsess. "Nende asjade loomise mõte on teada, mida me tahame lisada järgmisse versiooni, järgmisesse kiipi," ütles ta. "Alustate riiulilt eemaldatavate komponentidega, kuna saate kiirelt ja odavalt iteerida."
Selle kõrgmäestiku testiga on UCSB grupp võtnud järgmisel aastal eesmärgiks suborbitaalse esimese lennu. Samal ajal vähendavad edusammud ränioptikas ja integreeritud vahvlifotoonikas - osaliselt tänu UCSB elektri- ja arvutitehnika osakonna uuringutele - nende pisikeste kosmoselaevade masstootmise kulusid.
Lisaks tähtedevahelisele reisimisele võiks see tehnoloogia hõlbustada kiireid ja odavaid missioone Marsi ja teistesse päikesesüsteemi kohtadesse. Prof Lubin ja tema teadlased on aastaid veetnud ka komeetide vastase planeedi kaitserakendusi, kosmoseprahi leevendamist, Maa orbiidil liikuvate satelliitide hoogustamist või Päikesesüsteemi kaugete positsioonide kaugjuhtimist. Suunatud energia osas on võimalused tõesti jahmatavad.
