Csillagközi repülési áttörés a malmok és a sólymok sztárjainak projektje
"Lövés a csillagokba"
Így, a próba lesz a csillagközi térben egy vitorlás egy elektronikus mérleg modul StarChip 1g, nagy teherbírású hevedert kapcsolódik Napvitorlás területe 16 m 2 100 nm vastag, és a súlya 1 g természetesen, mi napfény elég ahhoz, hogy eloszlassa még egy ilyen könnyű konstrukció A sebesség, amelyen az interstelláris utazás évekig nem tart. Ezért a StarShot projekt legfontosabb csúcspontja az erős lézersugárzás, amely a vitorlára összpontosít. Becsült Lubin, ha lézer teljesítmény 50-100 GW gyorsulás lesz körülbelül 30.000 g, u, néhány perc alatt a szonda eléri a sebesség 20% -a fény. Az Alpha Centauriba tartó járat körülbelül 20 évig tart.
Kérdések a válaszok nélkül: kritikai hullám
Philip Lubin cikkében számszerű becsléseket ad a terv elemeiről, de sok tudós és szakember nagyon kritikusan kezeli ezeket az adatokat.
Természetesen egy olyan ambiciózus projekt kidolgozásához, mint az áttörés Starshot. évekig dolgozik, és 100 millió dollár nem olyan nagy összeg ebben a skálán. Ez különösen a talajinfrastruktúrára vonatkozik - a lézersugárzók szakaszos sorozata. Az ilyen teljesítmény (50-100 GW) telepítése óriási energiát igényel, vagyis legalább egy tucat nagy erőmű építésére lesz szükség. Ezenkívül néhány percig sok hőmennyiséget kell eltávolítani a radiátoroktól, és hogyan kell ezt megtenni - még mindig nem tisztázott. Sok ilyen kérdésre válaszok nélkül válaszol az áttöréses Starshot projektben, de eddig a munka most kezdődött el. "A projektünk tudományos tanácsának vezető szakemberei, tudósai és mérnökei vannak különböző releváns területeken, köztük két Nobel-díjas nyertest is" - mondja Yuri Milner. - És hallottam a projekt megvalósíthatóságának kiegyensúlyozott értékelését. Ugyanakkor természetesen támaszkodunk tudományos tanácsaink összes tagjának együttes szakértelmére, ugyanakkor nyitottak a szélesebb értelemben vett tudományos megbeszélésekre. "
A csillagvitorlák alatt
Nap vitorla
Az egyik fő elemei a projekt - egy Napvitorlás területe 16 m 2, és a tömege 1 g kezelt anyag vitorlák többrétegű dielektromos tükör tükröző beeső fény 99,999% (az előzetes számítások szerint ez elegendőnek kell lennie, hogy a vitorla nem olvad meg 100- sugárzási tér GW). Egy ígéretesebb megoldás, amely lehetővé teszi, hogy a vastagsága a vitorla a hullámhossz a visszavert fény - az, hogy használja az alapját a vitorla metamateriális egyrétegű negatív törésmutatójú (ez az anyag is nanoperforatsiyu hogy még csökkenti a tömege). A második lehetőség egy olyan anyag használata, amely nem rendelkezik nagy reflexiós együtthatóval, de alacsony abszorpciós koefficienssel (10 -9), például optikai anyagok optikai szálakhoz.
"Ráadásul figyelembe kell venni, hogy a dielektromos tükrökből származó tükröződés a hullámhossz szűk tartományába van állítva, és mivel a szonda felgyorsul, a Doppler-effektus 20% -nál nagyobb mértékben változtatja a hullámhosszat" - mondja Lubin. - Ezt figyelembe vettük, így a reflektor a sugárzás sávszélességének körülbelül 20% -ára állítható. Olyan reflektorokat terveztünk. Szükség esetén szélesebb sávszélességű fényvisszaverők is rendelkezésre állnak. "
A vitorla alakjának megőrzése érdekében grafénnel kell megerősíteni. Néhány grafit alapú kompozit anyagot az aktív vezérléssel ellátott elektromos feszültséggel lehet összehúzni. A stabilizáláshoz a vitorla megakadályozhatatlan, vagy a lézer sugárzás területén a passzív önstabilizáció inverz kúpja lehet.
Lézer telepítés
Az űrhajó fő erőműve nem repül a csillagokra - a Földön lesz elhelyezve. Ez egy 1 × 1 km-es lézeres emissziók földi alapú szakaszos tömbje. A lézerek teljes teljesítményének 50-100 GW-nak kell lennie (ami 10-20 Krasnoyarsk vízerőmű teljesítményével egyenértékű). Feltételezzük révén fokozatosan (azaz a fázisváltó minden radiátor) középpontjában hullámhosszú sugárzást 1,06 mikron az egész rács egy helyszínen több méter átmérőjű távolsága akár sok millió kilométer (korlátozza a fókusz pontosságát 10 -9 radiánban). De ez a fajta fókuszálást nagymértékben gátolja a turbulens hangulat, amely a gerendát egy szögletes második (10 -5 radian) nagyságú pontra süllyeszti. A négy megrendelés fejlesztése várhatóan adaptív optikával (AO) történik, amely kompenzálja a légköri torzulást. A legjobb rendszer adaptív optika csökkenti az elmosódás a modern teleszkóp akár 30 sarkok milliszekundum, azaz cél továbbra is mintegy két és fél nagyságrenddel. „Ahhoz, hogy egy kis méretű légköri turbulencia faziruemaya rács kell bontani nagyon kicsi elemek, a méret a sugárzó elem a mi hullámhosszon nem haladhatja meg a 20-25 cm - magyarázza Philip Lubin. "Legalább 20 millió radiátor van, de ez az összeg nem ijeszt meg." Az AO rendszerben visszacsatolva sok referenciaforrást - bójákat - használunk a szondán, az anyahajón és a légkörben. Ezenkívül nyomon követjük a próbát a cél felé vezető úton. Azt is szeretnénk használni csillagokat, mint csónakot, hogy beállítsuk a rács felcserélését, amikor a szondát érkezéskor megkapjuk, de a megbízhatóság érdekében nyomon követjük a szondát. "
A csillagközi repülés nem évszázadok, de évtizedek kérdése
Yuri Milner,
Orosz üzletember és emberbarát,
Alapítója Áttörés kezdeményezések: jelentős történt az elmúlt 15 évben azt mondhatjuk, forradalmi előre három technológiai területeken: a miniatürizálás az elektronikus alkatrészek, az új generációs anyagok is olcsóbb és lézerekkel. E három folyamat kombinációja elméleti lehetőséget biztosít a nanosatellit majdnem relativisztikus sebességének felgyorsításához. Az első szakaszban (5-10 év) egy mélyrehatóbb tudományos és mérnöki tanulmányt tervezünk annak megértése érdekében, hogy mennyit hajtanak végre ez a projekt. A projekt honlapján mintegy 20 komoly technikai probléma található, amelyek megoldása nélkül nem tudunk továbbmenni. Ez nem végleges lista, de a tudományos tanács véleménye alapján úgy véljük, hogy a projekt első szakasza megfelelő motivációval bír. Tudom, hogy a projekt csillag vitorla súlyosan bírálta a szakértők, de azt hiszem, hogy a helyzet a néhány kritikus szakértők társított nem egészen pontos képet, amit igazán kínál. Nem finanszírozunk egy másik csillagra való repülést, hanem csak egy valósághű, többcélú fejlesztéseket, amelyek csak egy általános irányba mutatnak egy csillagközi szondát. Ezek a technológiák mind a Naprendszerben közlekedő járatokra, mind a veszélyes aszteroidák elleni védelemre fognak fordulni. De hogy ilyen ambiciózus stratégiai célokat, mint a csillagközi repülés, indokolt abban az értelemben, hogy a technológiai fejlődés az elmúlt 10-20 évben, valószínűleg teszi a végrehajtását egy ilyen projekt nem számít, a századok, amint sokan feltételezték, hanem - évtizedek óta.
Másrészt az optikai radiátorok / sugárzási vevőkészülékek fázissorrendje egy kilométeres teljes rekesznyílással olyan eszköz, amely tízezredes távolságból képes exoplanetákat látni. A hangolható hullámhosszúságú vevőkészülékek segítségével lehetőség nyílik a exoplanetek légkörének összetételének meghatározására. Szüksége van szondákra egyáltalán? "Természetesen egy fokozatos tömb használatával, mint egy nagy teleszkóp új lehetőségeket nyit meg a csillagászat területén. De - hozzáteszi Lubin -, azt tervezzük, hogy infravörös spektrométert adunk a szondához hosszabb távú programként a fényképezőgép és más érzékelők mellett. Van egy kiváló fotonikus csoport a Santa Barbara-i Kaliforniai Egyetemen, amely az együttműködés része. "
De mindenesetre Lubin szerint az első járatok a naprendszerben készülnek: "Mivel hatalmas számú próbát tudunk küldeni, ez sok különböző lehetőséget kínál nekünk. Küldhetünk ilyen kis (ostyagyártó, vagyis chipen) próbákat a hagyományos rakétákon, és ugyanazt a technológiát használhatjuk fel a Földre vagy a bolygókra és azok szatellitjeire a naprendszerben. "
Repülési terv
- A rakéta egy anyahajót szállít a Föld körül, amely tíz, több száz, ezer vagy több tízezer próbát tartalmaz.
- A szondák elhagyják az anyahajót, kibontják a vitorlákat, navigálnak, és elkezdik a kiindulási helyzetet.
- A Földön egy 1 × 1 km-es szakaszos szakasz húszmillió kicsi (20-25 cm-es apertúrájú) lézer-emitterekkel van felépítve, a lézersugarat a vitorla felszínére fókuszálja.
- A légköri torzulások kompenzálásához támogató bójákat használnak - "mesterséges csillagok" a légkör felső rétegeiben, az anyahajón, valamint a vitorla visszavert jelének.
- A szondát a lézersugár gyorsítja a fénysebesség néhány perces és 20% -áig, és a gyorsulás eléri a 30 000 g-ot. A repülés során, amely kb. 20 évig tart, a lézer rendszeresen ellenőrzi a szonda helyzetét.
- Amikor megérkeztek a célpontra, az Alpha Centauri rendszerbe, a próbák megpróbálják felismerni a bolygókat és fényképeket készíteni a repülés során.
- A vitorlázó Fresnel-lencse és lézerdióda mint adó, a szonda orientált, és a kapott adatokat a Föld irányába továbbítja.
- Öt évvel később ezeket az adatokat elfogadják a Földön.