V-kosmose.com

Отправляясь к звездам: как лазерная технология может помочь в этом

Отправляясь к звездам: как лазерная технология может помочь в этом

Все это кажется просто научной фантастикой. Влезть в звездолет, потянуть рычаг и следующее, что вы осознаете, что вы на полпути через всю галактик и смотрите на другую планету М-класса (пригодную для жизни). Если бы только реальная жизнь была такой же веселой и легкой, как "Star Trek". В действительности, однако, выход из Солнечной системы занимает много времени. Посмотрите на случай Вояджер-1. У которого большую часть из 35 лет полета ушло на то, чтобы выйти из Солнечной системы с использованием химического топлива и некоторых гравитационных манёвр от планет-гигантов.

Филипп Любин, исследователь из группы экспериментальной космологии Университете Калифорнии в Санта-Барбаре, использует финансирование НАСА, а также несколько опубликованных работ, чтобы выяснить, как решить межзвездного проблему. Он также написал недавний документ с изложением дорожной карты межзвездного полета и является членом консультативного комитета в недавно объявленной инициативе «Прорыв: Starshot (бросок к звездам)». В то время как его идеи проходят испытания в лаборатории, он полагает, что он может возглавить миссию, длинной от 20 до 30 лет, которая будет предшественницей межзвездного полета.

Проблема нынешних силовых установок

Основными способами, которые сегодня используют космические корабли, являются химическое топливо, солнечные и ядерные энергетические установки, а также ионные двигатели (с использованием давления заряженных частиц). Всего этого достаточно, чтобы преодолеть Солнечную систему, особенно в тех случаях, когда инженеры используют гравитационный манёвр. Например, вышеупомянутый космический аппарат Вояджер-1 пролетел Юпитер, Уран, Сатурн и Нептун, чтобы ускорить выход из гелиосферы Солнца. Но как быть за пределами Солнечной системы? Не хватит человеческой жизни.

"Если это занимает секунды, чтобы перейти отсюда до ближайшей звезды, или год, чтобы добраться до ближайшей звезды, нас это удовлетворяет", - сказал Любин. "Однако, если требуется 600000 нас это не устраивает".

Перспективы лазера

В вычислительной технике, мы привыкли, что прогресс ускоряется очень быстро, сказал Любин. Полупроводниковые технологии, например, позволяют удвоить скорости операций, как правило, за 1,5 -2 года. В то время как в ракетной технологии нет такого быстрого прогресса. Любин сказал, что он определил перспективную технологию, которая, по крайней мере, позволит немного двигаться тончайшему космическому аппарату при достаточно высоких скоростях. По мере развития технологического прогресса, сказал Любин, он уверен, что космический аппарат может двигаться даже быстрее, чем мы сегодня можем себе представить.

Его проект включает в себя использование направленной энергии лазера для использования силы света, чтобы переместить космический корабль. Выгода состоит в том, что такой способ не требует топлива (которое может быть исчерпано) или Солнца (которое слишком тусклое далеко от Солнечной системы). Лазерный блок, перемещающий космический корабль, также может быть выброшен за борт, когда он больше не нужен; есть еще возможность припарковать этот блок где-то в пространстве чтобы использовать его для другого космического корабля.

Возможность лазера

Любин сравнивает свою лазерную идею с суперкомпьютерами. Суперкомпьютеры используют параллельную обработку информации несколькими процессорами. (В малых масштабах, мы видим это в домашних компьютерах, которые имеют, скажем, двухъядерный или четырехъядерный процессор). "Вместо того, чтобы работал один гигантский лучше использовать много процессоров, работающих параллельно, что означает более быструю работу компьютера с большим количеством небольших компьютеров", -  сказал Любин.

Лазеры будут работать аналогичным образом. Любин говорит, что несколько относительно скромных лазеров можно заставить работать синхронно, если их лучи работают в фазе друг с другом. Это позволяет создать небольшой толчок от одного лазера, который станет очень большим толчком с помощью нескольких лазеров. Крошечный космический аппарат мог бы, таким образом, двигаться на невероятной скорости, возможно, около 20 процентов от скорости света. Это делает ближайшую звездную систему - Альфа Центавра, находящуюся в четырех световых годах от Земли, доступной через 20 лет. Детали приведены в этом описании его инновационного предложения передовых концепций для НАСА в 2015 году.

Куда лазер мог бы нас отвезти

В то время как Альфа Центавра находится относительно близко к Земле, многие из систем экзопланет, просмотренных космическим телескопом Кеплер, отдалены на сотни или тысячи световых лет. Добраться до этих систем по-прежнему будет непомерно сложно, но Любин говорит, что он не теряет надежды. Прогресс в области лазеров может пойти так, что мы не можем даже представить себе сегодня. (Аналогичный пример будет, как компьютерный чип сделал революцию в скорости и размер компьютеров, по сравнению с образцами старых ламповых, занимавших целые лабораторные помещения в 1960-е годы).

Если все же появится возможность выйти на расстояние планет, обнаруженных Кеплером, то Любин предупреждает, что будет последнее ограничение: теория относительности. Если сигналу от корабля потребуется секунда, чтобы добраться до Kepler-овской планеты и еще секунда, чтобы вернуться к зонду, то чтобы добраться от зонда до Земли (находящейся на расстоянии 2000 световых лет), сигналу нужно будет 2000 лет, плюс две секунды. Цивилизация, отославшая миссию, может исчезнуть, к моменту возвращения космического корабля. Любин пока не знает, как ответить на все эти социологические вопросы, но говорит, что все же лазеры действительно предлагают потенциал, чтобы двигаться значительно быстрее, по сравнению с тем, что мы имеем сегодня.