Chociaż gwiazdy są od nas bardzo odległe, pomysł latania do nich jest jednym z najbardziej fascynujących w historii ludzkości. Na razie pozostaje tylko pomysłem, ale zainteresowanie nim nie spada i co roku pojawiają się nowe ambitne projekty budowy statków kosmicznych. Co więcej, niektóre z nich mogą zostać wdrożone w najbliższej przyszłości.
STATKI GENERACYJNE
W połowie XX wieku pisarze science fiction na kartach swoich powieści z wielkim entuzjazmem zaangażowali się w aktywną eksplorację Galaktyki: w modzie pojawiła się tzw. „Opera kosmiczna”, w której nie liczyła się rzetelność naukowa i techniczna, co pozwoliło w pełni ujawnić wyobraźnię. Jednak nawet wtedy byli pisarze, którzy uważali, że latanie do gwiazd to dość pracochłonna, niebezpieczna, ale co najważniejsze, bardzo długa sprawa, a sam lot może trwać setki lat. W efekcie pojawiła się koncepcja „statku pokoleń” - czyli miasta-statku kosmicznego, w którym załoga to nie tylko dorośli astronauci, ale także ich dzieci i wnuki, którzy muszą wypełnić wieloletnią misję. Nawiasem mówiąc, nasza rodaczka, radziecka pisarka Vivian Itin, jako pierwsza wyraziła koncepcję „statku pokoleń” w swoim opowiadaniu „Kraj Gonguri”, opublikowanym w 1922 roku.
We wczesnych latach sześćdziesiątych w środowisku naukowym zapanowała pewna euforia spowodowana spektakularnymi osiągnięciami załogowej astronautyki. Różne projekty statków kosmicznych były omawiane w czasopismach masowych, w poważnych monografiach i na międzynarodowych konferencjach. Najpopularniejszy w tamtym czasie był pomysł rakiet fotonowych (kwantowych), które teoretycznie mogłyby rozwijać prędkości podświtowe i dzięki efektom relatywistycznym docierać do gwiazd w stosunkowo krótkim czasie dla załogi. Problem polegał na tym, że źródłem siły ciągu rakiet fotonicznych była anihilacja materii za pomocą antymaterii, która wymagała dziesiątek tysięcy ton. Wielu wynalazców i pisarzy science fiction opierało się na rychłym pojawieniu się technologii syntezy antymaterii, ale nadal nie ma w tej materii znaczących przełomów.a ilość otrzymanej antymaterii jest mierzona nie gramami, ale pojedynczymi atomami.
Później pojawiły się inne oryginalne pomysły: na przykład w ramach projektów Orion i Daedalus zaproponowano budowę statków kosmicznych, które byłyby przyspieszane przez serię eksplozji atomowych. Zarówno żagiel słoneczny, jak i silnik odrzutowy Bassarda uznano za sposób na osiągnięcie prędkości relatywistycznych. Niestety, wszystkie te opcje są bardzo drogie i nie mogą zapewnić szybkiego rozwiązania głównego problemu - lotu do najbliższej gwiazdy iz powrotem w ciągu życia jednego pokolenia. Dlatego na początku lat 80. dyskusja o opcjach załogowych została „zamrożona”, a na pierwszy plan wysunęły się projekty lekkich sond badawczych, które są łatwiejsze do przyspieszenia i nie wymagają uciążliwego systemu zasilania.
STAR SHOT
Film promocyjny:
W 1985 r. Amerykański fizyk Robert Forward zaproponował koncepcyjny projekt sondy Starwisp, który zakłada stworzenie najcieńszego żagla siatkowego o wadze zaledwie 20 gramów, przyspieszanego przez wiązkę mikrofalową o wąskiej wiązce o mocy 10 gigawatów pochodzącą z satelity bliskiego Ziemi. Przy 115 g żagiel netto osiągnie 20% prędkości światła przez tydzień. W węzłach sieci Forward zamierzał umieścić mikroukłady o elementarnej logice i czułości na światło. Zanim sonda dotrze do układu najbliższej nam gwiazdy, Alfa Centauri, z wyprzedzeniem, nadajnik na orbicie okołoziemskiej włączy się ponownie i „zalej” obcy świat strumieniem energii mikrofalowej. Wykorzystując komórki z siatki drucianej jako anteny odbiornika, chipy sondy będą zbierać tę energię, a sonda przeprowadzi niezbędne badania. Następnie komórki z komórek odbiorczych zamieniają się w anteny nadawcze, a odebrane informacje trafiają na Ziemię.
Pomysł Roberta Forwarda w tamtym czasie nie wzbudził większego zainteresowania i na długo został zapomniany. Dziś słynny astrofizyk Stephen Hawking i rosyjski milioner Yuri Milner próbują go ożywić na nowym poziomie technicznym. 12 kwietnia, w dniu 55. rocznicy pierwszego załogowego lotu kosmicznego, wykonanego przez Jurija Gagarina, dokonali prezentacji projektu Starshot. Zgodnie z proponowaną przez nich koncepcją rój mikroskopijnych pojazdów (StarChips) o wadze kilku gramów, z których każdy będzie wyposażony w najlżejszy odblaskowy żagiel, wyruszy w lot do Alpha Centauri. Rój zostanie rozproszony przez ogromny laser naziemny o mocy 100 gigawatów, zbudowany w regionie wysokogórskim, aby zmniejszyć możliwe nagrzewanie się atmosfery. Podobnie jak w projekcie Forward, rój ma zostać przyspieszony do 20% prędkości światła. Lecąc przez system Alpha Centauri, mikrosondy będą szczegółowo fotografować znajdujące się tam planety i przesyłać dane na Ziemię. Sponsorzy „Star Shot”, do których dołączył twórca portalu społecznościowego Facebook Mark Zuckerberg, przeznaczają 100 milionów dolarów na opracowanie technicznych aspektów misji.
ROY PROBLEMS
Nie należy myśleć, że autorzy Star Shot nie rozumieją złożoności formułowanych zadań. Na przykład do normalnej pracy aparat mikroskopowy StarChip musi być w stanie poruszać się w kosmosie, robić zdjęcia wybranych obiektów, być chroniony przed zniszczeniem przez cząstki kosmiczne i posiadać własne źródło energii. Taka technika jeszcze nie istnieje, a raczej istnieje, ale ma stały rozmiar i masę, mierzoną w kilogramach, a nie w gramach. Tym niemniej, obecnie proponuje się oddzielne rozwiązania dotyczące redukcji masy sond: dla układu orientacji autorzy projektu zamierzają zastosować silniki fotonowe o niskim ciągu; jako źródło energii - rozpad radioizotopowy lub nagrzewanie się powierzchni sond podczas zderzenia z pyłem międzygwiazdowym; jako kamery telewizyjne - specjalne przyrządy półprzewodnikowe niewymagające zwierciadeł,soczewki i inne ruchome części.
System laserowy, który przyspieszy rój StarChip w drodze do gwiazd, również rodzi poważne pytania. Cena wzmacniaczy laserowych spada wraz z ich ulepszaniem i rozszerzaniem produkcji masowej, ale w każdym razie budowa instalacji będzie wymagała nie milionów, ale dziesiątek miliardów dolarów. Ponadto 100 gigawatów energii to cztery razy więcej niż zapewniają wszystkie nasze elektrownie jądrowe w Rosji. Choć publiczność z dużym zainteresowaniem przyjęła prezentację wygłoszoną przez Hawkinga i Milnera (w końcu mówimy o milionach dolarów!), Naukowcy odnieśli się do pomysłu sceptycznie. W szczególności rosyjski fizyk Boris Evgenievich Stern poddał projekt pejoratywnej krytyce. W swoim artykule „Two in Physics” wskazuje, że pod wpływem wiązki laserowej o tak dużej mocy temperatura żagla wzrośnie do 30 000 K,co doprowadzi do jego natychmiastowego odparowania. Ponadto, pisze Stern, jeśli instalacja laserowa zostanie zlokalizowana na Ziemi, nawet w regionie wysokogórskim, nie będzie możliwe skupienie jej wiązki na odblaskowej powierzchni o wielkości kilku metrów ze względu na zniekształcenia wprowadzane przez atmosferę. Z jakiegoś powodu autorzy projektu zapomnieli, że rój sond przejdzie obok obcej gwiazdy, więc słabe strumienie danych przesyłane przez mikroskopijny statek kosmiczny będą „zatkane” jego „szumem”. Jeśli okaże się, że zbuduje odbiornik zdolny do oddzielenia tak małego sygnału na tle „szumu”, to nie ma sensu uruchamiać sond: sam może służyć jako doskonałe narzędzie do badania najbliższych układów planetarnych.skupienie wiązki na odblaskowej powierzchni o wielkości kilku metrów nie zadziała z powodu zniekształcenia wprowadzanego przez atmosferę. Z jakiegoś powodu autorzy projektu zapomnieli, że rój sond przejdzie obok obcej gwiazdy, więc słabe strumienie danych przesyłane przez mikroskopijny statek kosmiczny będą „zatkane” jego „szumem”. Jeśli okaże się, że zbuduje odbiornik zdolny do oddzielenia tak małego sygnału na tle „szumu”, to nie ma sensu uruchamiać sond: sam może służyć jako doskonałe narzędzie do badania najbliższych układów planetarnych.skupienie wiązki na odblaskowej powierzchni o wielkości kilku metrów nie zadziała z powodu zniekształcenia wprowadzanego przez atmosferę. Z jakiegoś powodu autorzy projektu zapomnieli, że rój sond przejdzie obok obcej gwiazdy, więc słabe strumienie danych przesyłane przez mikroskopijny statek kosmiczny będą „zatkane” jego „szumem”. Jeśli okaże się, że zbuduje odbiornik zdolny do oddzielenia tak małego sygnału na tle „szumu”, to nie ma sensu uruchamiać sond: sam może służyć jako doskonałe narzędzie do badania najbliższych układów planetarnych. Jeśli okaże się, że zbuduje odbiornik zdolny do oddzielenia tak małego sygnału na tle „szumu”, to nie ma sensu uruchamiać sond: sam może służyć jako doskonałe narzędzie do badania najbliższych układów planetarnych. Jeśli okaże się, że zbuduje odbiornik zdolny do oddzielenia tak małego sygnału na tle „szumu”, to nie ma sensu uruchamiać sond: sam może służyć jako doskonałe narzędzie do badania najbliższych układów planetarnych.
Być może sceptycy mają rację, a projekt Star Shot to tylko kampania PR mająca na celu wzbudzenie zainteresowania tematem. Prawdopodobna jest jednak inna opcja: w trakcie rozwiązywania złożonych problemów technicznych związanych z projektem naukowcy będą mogli znaleźć sposób na stworzenie prawdziwej sondy międzygwiazdowej, która za naszego życia wyruszy w długą podróż.
Anton Pervushin