Ученые Австралийского национального университета рассчитали, как можно запустить парусник на ближайшую к Солнечной системе звезду Альфа Центавра. Развить необходимую для этого скорость аппарат сможет благодаря фотонному двигателю, в котором задействованы до 100 миллионов лазеров.
Система из трех звезд Альфа Центавра является ближайшей к нашей Солнечной системе, она отдалена от нас на 4.37 световых года. Две составляющие Альфы Центавра видны невооруженным глазом как одна звезда, а третья – Проксима – без специальной аппаратуры не видна вообще. Благодаря программе Breakthrough Starshot ученые хотят отправить в космос зонд, чтобы получить изображение планеты, которая вращается вокруг Проксимы. Выполненные для этого расчеты исследователи опубликовали в Journal of the Optical Society of America B.
Идея отправить аппарат к Альфе Центавра возникла не случайно. Еще 6 лет назад Юрий Мильнер, основатель Mail.Ru Group, открыл программу исследований относительно возможной жизни во Вселенной Breakthrough Initiatives. Эта программа предусматривает научную премию Breakthrough Prize выдающимся исследователям, а в рамках проекта Breakthrough Listen ученые ищут внеземную жизнь. Одним из проектов Breakthrough Initiatives является Breakthrough Starshot. Его организовали, чтобы доказать возможность межзвездного полета за время жизни одного поколения. Для этого выбрали идею создания космического парусника StarChip, внутри которого разместят зонд размером 3,5 на 3,5 см, весящий около 1 грамма. Зонд оснащают датчиками, камерой радиоантенной, ускорителям и соединяют с солнечным парусом. Такой парус, который движется благодаря световому давлению, не является новинкой. Об аналогичном аппарате говорил еще Константин Циолковский, теоретически обосновал его создание Фридрих Цандер. В 2010 году японцы запустили аналогичный аппарат IKAROS, а американцы отправили в космос LightSail-1 и LightSail-2.
Однако ученые из Австралии просчитали, как ускорить космический парусник, используя гигантскую сеть лазерных комплексов. Чтобы аппарат набрал нужную скорость, необходима мощность около 100 гигаватт. Таких показателей добиться нелегко, в самых мощных батареях сегодня в 100 раз меньше энергии. Поэтому каждый лазерный комплекс хотят оснастить лазерами с длиной волны в 1064 нанометра, он должен испускать 1 киловатт энергии. В каждом комплексе предлагают сделать тысячу секторов по тысяче модулей, в каждом модуле разместить по 100 лазеров. Предполагается, что лазерный комплекс оборудуют на геостационарной орбите, находящейся над экватором Земли.
По примерным подсчетам, создание такой системы обойдется в 8 миллиардов долларов, и еще 6 миллиардов понадобится для осуществления самой операции ускорения парусника.
Если отправиться на Альфу Центавра обычным способом, то путешествие займет около 100 лет. Парусник с фотонным двигателем сможет добраться до звезды в 5 раз быстрее со скоростью в 20% от скорости света. Аппарат сможет не только сделать снимки, но и провести измерения, после чего через 5 лет ученые будут обладать данными об экзопланетах, которые могут быть обнаружены.
В настоящее время идея исследователей является лишь концептом. Ее предстоит проверить и испытать в условиях лаборатории.