Более полувека назад мы освоили запуск межпланетных космических аппаратов. В настоящее время неудача межпланетной миссии является скорее исключением, чем правилом. Теперь настало время для следующего этапа исследования космоса. Однако отправить космический зонд в межзвездное путешествие - это совершенно другой уровень сложности. Тем не менее работы по созданию такого зонда все еще продолжаются.
Не так давно ученые признали, что межзвездные расстояния настолько велики, что с нынешними физическими знаниями мы не можем преодолеть расстояние даже до ближайшей звезды, - Проксимы Центавра.
Почему так мало веры в свои способности? Давайте остановимся на космических расстояниях. Земля находится в 150 миллионах км от Солнца. Когда полвека назад люди летали на Луну, путешествие длиной 380 000 км заняло у них несколько дней. Зонды, летящие к Марсу, должны преодолеть около 100 миллионов километров, что занимает в среднем около 8 месяцев перелета. Когда зонд New Horizons был запущен к Плутону, потребовалось десятилетие, чтобы достичь цели в 5 миллиардах километров.
Проблема в том, что расстояние до ближайшей звезды намного больше, чем расстояние до Плутона. Хотя расстояние в 4,2441 световой год на первый взгляд не кажется очень большим, на самом деле, когда мы переведем его в километры, мы увидим весь масштаб проблемы.
Вышеуказанное расстояние означает только то, что свету, движущемуся в вакууме со скоростью около 300 000 км/с, требуется более четырех лет, чтобы пройти расстояние, отделяющее звезду от нас. Так сколько это километров?
Расстояние до ближайшей к нам звезды - безумные сорок триллионов сто восемьдесят миллиардов километров. Это в 8036 раз дальше Плутона. Таким образом, если зонду потребовалось десять лет, чтобы добраться до Плутона, сразу станет очевидно, что нет смысла отправлять такой аппарат к ближайшей звезде, потому что, прежде чем он достигнет пункта назначения, на Земле пройдет 80 000 лет, и люди, вероятно, к тому времени могут вовсе исчезнуть с лица Земли.
Отправим что-нибудь совсем другое
В течение нескольких лет ученые, собранные российским физиком и миллиардером Юрием Мильнером вокруг проекта Breakthrough Starshot, работали над проектом космического зонда, который мог бы при нашей жизни долететь до Проксимы Центавра. Чтобы это стало возможным, зонд должен быть очень легким и иметь чрезвычайно мощный источник двигательной энергии.
Ученые предлагают использовать космический зонд, прикрепленный к огромному тонкому солнечному парусу, который будет двигаться/отталкиваться от Земли к Проксиме Центавра с помощью лазерного луча, излучаемого с Земли, нацеленного на всю поверхность паруса.
Хотя сама идея солнечного паруса уже проверена (американская миссия LightSail2 или польская миссия спутника PW-Sat2 ), создание соответствующих лазерных излучателей все еще остается большой проблемой. Исследователи предсказывают, что для разгона зонда до нужной скорости потребуется лазер мощностью 100 ГВт, что почти в сто раз больше, чем у самого мощного на данный момент лазера на Земле. Для достижения этой силы ученые планируют использовать 100 миллионов лазеров.
Ученые считают, что на орбите вокруг Земли должен находиться спутник, который будет накапливать энергию миллионов передатчиков с Земли, а затем направлять коллимированный луч точно на солнечный парус космического зонда. Ученые из Австралийского национального университета планируют создать первые лазерные сети, которые будут концентрировать луч на одном приемнике/передатчике, и соответствующие алгоритмы, которые исправят возмущения, вносимые атмосферой в отдельные компоненты лазерного луча. Это только один из первых шагов в разработке мощной системы, которая будет двигать космический корабль, который будет лететь к Проксиме Центавра, чтобы собрать ценнейшие данные о звезде и ее планетах во время чрезвычайно быстрого пролета, а затем отправить эти данные и изображения обратно на Землю.
Следовательно, нам придется немного подождать начала миссии, ведь помимо лазеров нам еще нужно разработать сам парус и микроскопический зонд, оснащенный небольшой, но чрезвычайно эффективной аппаратурой и источник питания, которого хватит на годы. Когда мы, наконец, достигнем этой стадии через 5, 10 или 20 лет, мы сможем удобно устроиться в креслах и ждать первых фотографий. Правда придется подождать, потому что зонду понадобится еще 20 лет, чтобы добраться до звезды, и еще четыре года потребуется, чтобы отправить фотографии на Землю.