Поколение за поколением люди мечтали о путешествиях в другие звездные системы и высадке на чужих планетах. Но исследование межзвездного пространства оказывается весьма сложной задачей. Если мы хотим добраться до ближайшей звезды к Солнечной системе — Проксимы Центавра — то космическому кораблю с обычными двигателями понадобится как минимум 19 тысяч лет. Кроме того, путешествие через межзвездную среду сопровождается многочисленными рисками, многие из которых еще не изучены должным образом.
Но, кроме химических реактивных двигателей, существуют и другие. В таких условиях космические аппараты, использующие энергию лазеров, кажутся единственной жизнеспособной альтернативой для достижения соседних звезд за столетия.
Одной из предложенных концепций является Swarming Proxima Centauri — совместный проект Space Initiatives Inc. и Инициативы межзвездных исследований (i4is) под руководством главного научного сотрудника Space Initiatives Маршалла Юбэнкса. Эта концепция выбрана для разработки в рамках программы NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC).
Парус и лазеры
По словам Юбэнкса, путешествие в межзвездном пространстве зависит от расстояния, энергии и скорости. Проксима Центавра, находясь в 4,25 световых годах от Солнечной системы, остается очень далекой. Поэтому в концепции Breakthrough Starshot и Proxima Swarm вместо тяжелого топлива предлагается использовать паруса и лазеры для достижения высоких межзвездных скоростей.
Юбэнкс отмечает, что это решает проблему скорости за счет отражения фотонов от лазерного паруса. Но проблема заключается в том, что фотоны имеют небольшой импульс, поэтому для достижения цели их необходимо использовать очень много. С учетом ограниченной мощности тяги масса зондов должна быть маленькой — всего несколько грамм.
Их концепция включает создание лазерного луча мощностью 100 гигаватт, который будет разгонять тысячи несколькограммовых космических зондов с лазерными парусами общей площадью 1 км² до 10–20% от скорости света. Они также предлагают сеть создать гигантских наземных обсерваторий для приема слабых сигналов от зондов во время путешествия к Проксиме Центавра.
По предварительным расчетам исследователей, такой проект может быть готов для реализации примерно в середине века. Достичь Проксимы Центавра и экзопланеты, похожей на Землю (Проксима b), он сможет к 2100 году.
100 миллиардов долларов
В предыдущей статье Юбэнкс и его коллеги рассмотрели возможность преодоления трудностей межзвездных путешествий и обеспечения связи с Землей с помощью роевой динамики и автономности.
Передача сигнала на таком расстоянии займет 4 года только в одну сторону. Поэтому дистанционное управление зондами с Земли невозможно. Таким образом, рой должен иметь высокий уровень автономности для навигации и принятия решений.
Наиболее затратным элементом станет лазерный массив, но граммовые аппараты будут достаточно экономичными. По оценкам Юбэнкса, реализация этой концепции может обойтись примерно в 100 млрд долларов.
Кроме того, Юбэнкс и его коллеги считают, что разработка согласованного роя роботов-зондов может найти применение и в других проектах — таких, как исследование внутренних океанов Европы, раскопки на Марсе, строительство в космосе и отслеживание погодных условий с околоземной орбиты.
Ранее мы сообщали о том, как солнечный парус домчит до Марса за 26 суток.
По материалам sciencealert.com
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
