Несмотря на то, что технологии на Земле продвинулись далеко вперёд, за последние 60 лет человечество так и не сумело построить двигатели, о которых так много писали фантасты. Увы, но путешествия к другим планетам остаются несбыточной мечтой, воплотить в реальность которую в ближайшие десятилетия скорее всего не удастся. При этом физики пытаются заглянуть далеко за горизонт, изучая далёкие галактики, существование которых кажется невозможным. Словом, учёные не перестают мечтать, но рано или поздно люди смогут синтезировать сверхпрочные материалы и создать двигатель, способный доставить нас не только на Луну и Марс, но и в соседнюю звёздную систему. Пока же освоение космического пространства доверят крошечным зондам, а уже совсем скоро сотни подобных объектов будут направлены в самые отдалённые участки космоса.
По данным учёных, обычному космическому кораблю потребуется от 19 000 до 81 000 лет только на то, чтобы достичь Проксима Центавра при использовании любых доступных в настоящее время двигателей. Мало того, путешествие через межзвёздное пространство сопряжено с различными рисками, а просчитать все возможные исходы полёта крайне сложно. Именно поэтому вместо больших космических кораблей исследователи планируют создать армаду небольших зондов, вес каждого из которых будет равен нескольким граммам, а в качестве двигателя используется лазерная установка с направленной энергией. Считается, что это оптимальный способ выйти за пределы нашей галактики, а ничего более существенного в 21 веке добиться не удастся. С последним утверждением можно было бы поспорить, но мы обратимся к технологии, на основе которой учёные планируют изучать звёзды. Пожалуй, один и самых любопытных концептов стал результатом совместной работы Space Initiatives и Инициативы по межзвёздным исследованиям (i4is) под руководством главного учёного Space Initiative Маршалла Юбэнкса. Разработка была отобрана в качестве основной для так называемой фазы 1, которая планируется к осуществлению в рамках программы NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) уже в 2024 году. По словам Юбэнкса, межзвёздное путешествие – это прежде всего вопрос расстояния, энергии и скорости. Несмотря на то, что ближайшая к нам звёздная система Проксима Центавра расположена всего в 4.25 световых годах, при использовании современных технологий она остаётся недосягаемой.
В сравнении с этим, рекорд самого дальнего расстояния, которое когда-либо преодолел космический зонд «Вояджер-1», находящийся в настоящее время на расстоянии более 24 миллиардов километров от Земли, кажется ничтожно малым. Используя традиционные методы, зонд достиг максимальной скорости 61 500 км/ч и продолжает своё путешествие уже более 46 лет. Очевидно, что путешествие со скоростью, меньшей релятивистской (доля скорости света), делает межзвёздные транзиты чрезвычайно длительными и практически неосуществимыми. Учитывая высокие энергетические требования, только небольшое космическое судно с минимальной массой в несколько граммов годится для полёта в другую звёздную систему. По мнению Юбэнкса, ракеты неэффективны из-за отсутствия источника энергии, способного выбрасывать вещества с необходимой скоростью. Антивещество могло бы решить эту проблему, но наше понимание антиматерии пока недостаточно глубоко для разработки нужного двигателя.
В отличие от этого подхода, концепции стартапов Breakthrough Starshot и Proxima Swarm предлагают посмотреть на концепцию создания космических кораблей под другим углом. Так, вместо тяжёлого топлива, которое характерно для традиционных ракет, источником энергии для светового паруса послужат фотоны, не обладающие массой и двигающиеся со скоростью света. По мнению Юбэнкса, это не решает проблему энергии, а значит даже в этом случае ключевой задачей станет снижение массы космического корабля. Учёный соглашается, что отражение фотонов от лазерного паруса решает проблему скорости вещества, вот только фотоны имеют ограниченный импульс, а значит их потребуется очень много. Учитывая технологии, которыми человечество располагает сегодня, мощность двигателя окажется недостаточной для развития нужной скорости. Ну а когда масса космического корабля будет измеряться в граммах, то законы физики начинают работать немного иначе. Наиболее реальным предложением кажется создание мощного лазерного луча на 100 гигаватт. Устройство окажется способно разогнать тысячи космических зондов размером в грамм с лазерными парусами до релятивистской скорости (от десяти до двадцати процентов скорости света). Исследователи предлагают построить несколько наземных площадок, способных принимать сигналы космических зондов, направляющийся к Проксима Центавра. Предполагается, что обеспечить качественную связь будет сложно по мере удаления миниатюрных кораблей от нашей планеты.
Согласно озвученным оценкам, проект будет воплощён в жизнь не ранее, чем через 20 лет, ну а примерно к 2075 году человек сможет получить первый сигнал от космического корабля, который достигнет области соседней звёздной системы. Юбэнкс уверен, что концепция роя станет единственной возможной, а сегодня реализовать нечто подобное невозможно. Нужны практические разработки и создание сверхтонких полупроводников. Учёные предполагают, что тысячи космических кораблей смогут преодолеть трудности межзвёздного полёта, каждый из которых окажется способен изучать площадь размером в 1 километр квадратный. Вместе они откроют нам невероятную картину космоса и позволят заглянуть в неизведанное пространство Проксима Центавра. Ну а поскольку сигнал между Землёй и космическим кораблём будет идти целых 8.5 лет, то придётся оснастить подобные устройства искусственным интеллектом. Немало инвестиций потребует и лазерная установка, благодаря которой зонды смогут достичь заявленной скорости. А вот создать сами корабли в 2050 году будет несложно. Хотя, учёные делают ряд допущений, полагаясь на увеличение производительности процессоров, миниатюризацию полупроводниковых узлов и в целом смотрят в будущее слишком оптимистично. Оценочная стоимость проекта равняется 100 миллиардов долларов, а пока всё это только теория. Несмотря на то, что межзвёздное путешествие может стать реальностью только через многие столетия, учёные не планируют сдаваться. Первым к соседней звезде отправится рой из крошечных космических кораблей, а амбициозный план начнёт воплощаться в жизнь уже в 2024 году.
