Полет к альфе центавра: мечты и реальность

Полет к альфе центавра: мечты и реальность

В прошедшем сезоне известный физик Стивен Хокинг и русский миллиардер Юрий Мильнер заявили об амбициозном замысле по запуску маленького космического аппарата к совокупности Альфа Центавра. Очевидно, столь амбициозный замысел требует поиска не меньше амбициозных ответов. К примеру, одна из нерешенных неприятностей связана с тем, как двигающийся с одной пятой скорости света космический аппарат сможет остановиться по окончании того, как достигнет собственной точки назначения.

Будет ли он по большому счету способен на таковой маневр? Пара европейских ученых, думается, нашли необходимый ответ на данный вопрос.

В работе, размещённой в издании The Astrophysical Journal Letters, физик Рене Хеллер из Университета Макса компьютерный специалист и Планка Майкл Хиппке говорят о том, как для замедления космического аппарата возможно будет применять излучение и гравитацию звезд совокупности Альфа Центавра. Согласно мнению ученых, вместо того дабы мимо, маленький космический аппарат, оборудованный световым парусом, сможет достаточно замедлиться, дабы в подробностях изучить тройную звездную совокупность и, быть может, кроме того находящуюся около одной из звезд данной совокупности землеподобную планету Проксима b.

Отметим, что рамках проекта Breakthrough Starshot Initiative Мильнер собирается инвестировать 100 миллионов долларов в разработку сверхлегкого независимого космического аппарата со световым парусом, что сможет разогнаться до 1/5 скорости света (около 60 000 км/с). Именно поэтому роботизированный зонд сможет достигнуть Альфы Центавра – ближайшей к Почва звездной совокупности – всего за 20-летний период, а не за 100 000, как при применения классических химических ускорителей.

В соответствии с уникальному замыслу Мильнера и Хокинга, к маленькому зонду будет прикреплен компактный, размером пара метров, световой парус, управляемый посредством фазированной решетки лазеров. Энергии, создаваемой этими лазерами, теоретически будет достаточно для того, чтобы ускорить маленький зонд до скоростей значительно выше, чем способны продемонстрировать самые стремительные на сегодняшний момент космические аппараты.

Рендер предложенной технологии светового паруса Но это не единственная из предложенных схема реализации этого проекта. В соответствии с варианту Хеллера и Хиппке, применение большего по размеру «фотонного» паруса разрешит отказаться от необходимости задействовать лазерную решетку. Наряду с этим сам зонд будет размером всего в пара сантиметров и весом всего пара граммов.

Для выхода и ускорения в межзвездное пространство аппарат будет оборудован несколькими громадными, но одновременно с этим весьма легкими, узкими и прочными парусами.

По предложенному европейскими учеными сценарию в сторону Альфы Центавра зонд будет толкать излучение отечественного Солнца. При достижении нужного уровня инерции, аппарат сложит паруса и продолжит собственный путешествие в сторону соседней звездной совокупности. Ученые уверены в том, что в этом случае зонд сможет развить 4,6 процента от скорости света и приблизительно за 95 лет достигнет Альфы Центавра.

Да, это практически в пять раз продолжительнее, чем в уникальном замысле Мильнера и Хокинга, но в теории это без шуток упростит задачу по остановке зонда в нужном месте. «Межзвездное путешествие к совокупности Альфа Центавра предположительно будет происходить на скоростях, разрешающих сократить время этого путешествия до менее одной тысячи, а в совершенстве – до менее одной много лет.

При таковой скорости космическому аппарату потребуется поразительно громадный запас энергии для выхода и замедления на необходимые орбиты», — говорит Хеллер. «Применение какого именно бы ни было топлива только усложнит проект в целом. В случае если корабль потребует наличия горючего на борту, то сам он в этом случае будет через чур тяжелым, что, со своей стороны, только посильнее повысит необходимость в наличии еще большего запаса горючего». Учитывая эти ограничения, и отсутствие сейчас подходящего ответа, ученые предполагают, что зонд при таких условиях мимо Альфы Центавра, как это было с космическим аппаратом «Новые горизонты», пролетевшим в свое время мимо Плутона.

Но снова же, в случае если учесть разность скорости, зонд, в отличие от «Новых горизонтов», не сможет обеспечить хоть какие-то более-менее правильные измерения данной звездной совокупности. К счастью, согласно точки зрения двух ученых, имеется вариант, что в теории разрешит не только замедлить космический аппарат до приемлемых скоростей в нужной точке, но и совершить детальное изучение совокупности Альфы Центавра. «Мы нашли способ, что разрешает замедлить космический аппарат посредством энергии самой звезды.

Для замедления светового паруса возможно применять световые частицы. В этом случае наличие дополнительного горючего на борту не потребуется. Да и сам замысел в целом вписывается в неспециализированную концепцию, предложенную инициативной группой Breakthrough Starshot Initiative».

Анимация «фотогравитационного захвата» звездой Альфа Центавра A Для успеха реализации нужно придумать метод, при котором аппарат сможет заново распустить собственные паруса по прибытии в совокупность. В этом случае исходящее от совокупности излучение создаст нужное давление, которое замедлит зонд. Благодаря компьютерным моделям Хеллер и Хиппке высчитали, что при весе зонда в 100 граммов площадь паруса будет составлять около 100 000 квадратных метров (приблизительно 14 футбольных полей).

По прибытии в совокупность тормозящая сила излучения от Альфы Центавра, влияющая на парус, увеличится. Компьютерные модели говорят о том, что силы будет достаточно, дабы действенно замедлить аппарат. Иначе говоря та же самая физика, которая будет нести ответственность за толкание зонда в сторону соседней совокупности, будет кроме этого тормозить аппарат по его прибытии в необходимое место.

На протяжении маневра замедления зонду нужно будет приблизиться к Альфе Центавра A на расстояние пяти звездных радиусов (другими словами на расстояние, эквивалентную пяти радиусам данной звезды), либо приблизительно на 4 миллиона километров, дабы быть захваченным на ее орбиту. С этого момента космический аппарат начнет замедление приблизительно до отметки 2,5 процента от скорости света.

Однако здесь принципиально важно подчернуть, что при неудачи замедления с большой скорости (4,6 процента от скорости света) зонд будет выкинут обратно в межзвездное пространство. Каждое успешное путешествие начинается с создания карты. В этом случае продемонстрированы все маневры независимого космического наноаппарата в его путешествии к Альфе Центавра A, от которой путь до Альфы Центавра B составит всего четыре дня.

Конечной задачей зонда возможно 46-летнее путешествие к звезде Проксима Центавра – домашнему адресу землеподобной планеты Проксимы b Добравшись до Альфы Центавра A, космический зонд будет захвачен ее гравитацией, чью силу возможно применять для предстоящих маневров. Подобные маневры, к примеру, употреблялись для ускорения зондов «Вояджер-1» и «Вояджер-2», в то время, когда те еще пребывали в Нашей системы.

Теоретически независимый зонд может выйти на орбиту Альфы Центавра A и поискать вероятные экзопланеты. Хеллер и Хиппке кроме этого создали замысел по запуску зонда к совокупностям вторых звезд – Альфе Центавра B (звезда-компаньон Альфы Центавра A) и Проксиме Центавра (удаленной третьей звезды совокупности, расположенной в 0,22 светового года, либо в 1,2 триллиона километров) от общепринятых центров весов звезд A и B. По этому плану, на полет к Альфе Центавра A уйдет около столетия, после этого еще 4 дня потребуется для полета к Альфе Центавра B, а после этого 46 лет на путешествие к Проксиме Центавра.

И все же дополнительно израсходованное время, согласно мнению ученых, сможет окупиться сполна. Одним из самых запоминающихся открытий 2016 года стало обнаружение астрологами земплеподобной планеты около звезды Проксима Центавра.

В конечном счете возможность «вблизи» изучить эту планету может оказаться одним из самых (если не самым) значимых событий в современной астрономии. Пересылка собранных информации о планете, учитывая расстояние до Почвы, займет чуть более 4 лет.

Но до тех пор пока это всего лишь грезы, по причине того, что сейчас у нас нет совокупностей, каковые в один момент были бы достаточно компактны чтобы уместиться на нанозонде, и одновременно с этим владели достаточной мощностью для передачи сигналов на такие расстояния. Отсутствие подходящего передатчика – это далеко не единственная неприятность, которую во дабы то ни стало нужно решить до отправки зонда в сторону соседней звездной совокупности.

не меньше ответственным являются разработка и поиск решения подходящей совокупности питания для зонда. Однако исследователи не планируют терять оптимизма, поскольку наука не следует на месте. К примеру, не имеет возможности не радовать тот факт, что в лабораториях уже созданы кое-какие сверхлегкие материалы, каковые потребуются для реализации этого проекта.

«На создание аналогичного межзвездного солнечного паруса может уйти один-два десятка лет», — комментирует Хеллер.

Ученый кроме этого додаёт, что поверхность паруса должна быть выполнена так, дабы отражать волны светло синий и красного диапазонов видимого спектра, а быть может, и дальше за их пределами.

«Таковой технологии у нас до тех пор пока нет, но, снова же, за последние пара лет научные лаборатории добились большого прогресса, и исследователи нашли материалы, талантливые отражать до 99,9% количества света».

Хеллер и Хиппке планируют представить собственную детальную концепцию руководящей группе Breakthrough Starshot Initiative на грядущей встрече Breakthrough Discuss, которая будет проходить в американском городе Пало-Алто в апреле.

«Мы весьма желаем получить от них отклик и послушать их вывод по поводу отечественного предложения, поскольку в данной группе, кроме другого, присутствуют мировые специалисты в развивающейся сфере изучений вопросов межзвездных путешествий посредством совокупностей световых парусов», — говорит Хеллер. Забрано с hi-news.ru

Хокинг и Мильнер желают послать зонды к Альфа Центавра


Интересно почитать:

Самые интересный результаты подобранные по Вашим интересам: