Zgodnie z artykułem opublikowanym w Astrophysical Journal, niemieccy astronomowie mówili o możliwości przelotu do Alpha Centauri, najbliższej nam gwiazdy, za zaledwie 140 lat i powrotu mniej więcej w tym samym czasie za pomocą gigantycznego lekkiego żagla o powierzchni dwóch piramid Cheopsa.
„Ten żagiel może być wykonany z grafenu - niezwykle cienkiej, lekkiej, a jednocześnie bardzo mocnej warstwy węgla. Nie został jeszcze wykonany i pokryty materiałem odblaskowym, ale wiele z największych osiągnięć w historii ludzkości stało się możliwe dzięki pokonaniu przeszkód nie do pokonania. W niedalekiej przyszłości możemy wkroczyć w erę, w której ludzkość opuści swój system gwiezdny i zacznie badać egzoplanety za pomocą takich sond”- powiedział Rene Heller z Instytutu Badań nad Układem Słonecznym w Getyndze w Niemczech.
Gwiezdny Płaszcz kontra Gwiezdna Chusta
W kwietniu 2016 r. Znany brytyjski kosmolog Stephen Hawking i rosyjski miliarder Yuri Milner opowiedzieli o swojej kolejnej „kosmicznej” inicjatywie w ramach serii Breakthrough Initiatives - Breakthrough Starshot. W jej ramach oligarcha przeznaczył 100 milionów dolarów na stworzenie statku kosmicznego w oparciu o pomysł nakreślony przez kalifornijskich fizyków kierowany przez Philipa Lubina w zeszłym roku.
Jego istotą jest wysyłanie nie klasycznych statków kosmicznych na odległe planety, ale niezwykle lekkie i płaskie konstrukcje wykonane z odblaskowego materiału, które będą przyspieszane do prędkości bliskich światłu za pomocą potężnego lasera orbitalnego.
Taki międzygwiezdny „żaglowiec”, według obliczeń amerykańskich fizyków, będzie w stanie dotrzeć do Alfa Centauri za 20 lat i będzie latał między Marsem a Ziemią w zaledwie trzy dni bez ładunku i za miesiąc z ładunkiem 10 ton. Głównym problemem w obu przypadkach będzie spowolnienie sondy - podczas gdy zespół, który to wymyślił, nie ma pojęcia, jak zabezpieczyć zatrzymanie laserowej „żaglówki”.
Z tego powodu uczestnicy projektu Breakthrough Starshot planują zrealizować tę misję podobnie do podejścia sondy New Horizons z Plutonem: flota mikroskopijnych gwiezdnych "żaglówek" wystrzelonych przez lasery po prostu przeleci obok Alpha Centauri i spróbuje wysłać swoje zdjęcia na Ziemię.
Film promocyjny:
Niemiecka alternatywa
Dwóch słynnych niemieckich astronomów, Heller i Michael Hippke, oferują alternatywną opcję podróży do Alpha Centauri, która potrwa dłużej, ale wyśle 10 razy więcej ładunku, wejdzie na orbitę tego układu potrójnego gwiazd i, jeśli to konieczne, wróć na Ziemię.
Kluczem do tego zadania jest gigantyczny żagiel słoneczny o powierzchni około 100 tysięcy metrów kwadratowych, wykonany z ultralekkiego materiału - grafenu, nanorurek lub innych „płaskich” substancji. Według obliczeń Hippke i Hellera podobna konstrukcja, odpowiadająca powierzchni dwóch piramid Cheopsa lub kilkunastu stadionom piłkarskim, może przyspieszyć mikrosondę o masie 10 gramów do prędkości około 20% prędkości światła.
Taki żagiel mógłby dotrzeć do Alfa Centauri w ciągu około 90 lat, zbliżając się do Alfa Centauri A, największej gwiazdy w układzie, w odległości około 4,4 miliona kilometrów. W tym momencie, jak wyjaśniają naukowcy, sonda musi zmniejszyć prędkość ruchu do 4,6% prędkości światła, w przeciwnym razie przeleci obok gwiazdy i nie będzie mogła użyć swojego przyciągania i światła do spowolnienia ruchu i zwrócenia się w stronę pozostałych dwóch mieszkańców układu.
Jak wprowadzić takie zahamowanie? Aby to zrobić, wystarczy obrócić żagiel słoneczny w taki sposób, aby światło nie było dociskane do niego od Słońca, ale od Alpha Centauri. Po zakończeniu manewru naukowcy planują rozłożyć żagiel i użyć światła z Alpha Centauri B do podróży na Proxima b, planetę w pobliżu Proxima Centauri. Proces ten, według obliczeń naukowców, zajmie jeszcze około 46 lat, a 140 lat po wystrzeleniu z Ziemi sonda wejdzie na orbitę planety.
Główne pytanie o przestrzeń
Dlaczego to wszystko jest konieczne, biorąc pod uwagę wyjątkowo długie czasy podróży takich „żaglowców”? Jak zauważa Hippke, w rzeczywistości takie okresy misji nie są czymś szczególnie długim i nietypowym dla ziemskiej astronautyki - na przykład sondy Voyager w sumie spędziły w kosmosie tylko połowę czasu tej wyprawy do Alfa Centauri.
W przeciwieństwie do Breakthrough Starshot, te 10-gramowe sondy będą zawierały znacznie więcej instrumentów naukowych i będą miały znacznie większe szanse powodzenia niż rój nanosond wystrzeliwanych laserowo - powiedział. Dlatego niemieccy naukowcy proponują potraktować swój projekt jako rezerwę lub „uzupełnienie” misji Hawkinga i Milnera, jeśli zawiedzie lub odwrotnie, da niezwykle interesujące rezultaty.
Dziś Hippke i Heller, według University of Puerto Rico w Arecibo, prowadzą negocjacje z przedstawicielami Breakthrough Starshot w sprawie możliwej integracji ich projektu z długofalowymi planami Fundacji Milnera. Alternatywnie proponują przyspieszenie nanosond Breakthrough Starshot za pomocą Słońca, wyrzucając je w przestrzeń kosmiczną w niewielkiej odległości od gwiazdy, zamiast używać drogiego i potencjalnie niebezpiecznego dla sond lasera fazowego.