Mokslo ir technologijų pasaulis

Praėjus metams nuo Gagarino skrydžio, 1962-aisiais, visuose sovietiniuose kino teatruose buvo rodomas filmas „Devynios vienerių metų dienos“, padaręs branduolinę fiziką madinga specialybe, ir ten fizikai teoretikai restorane įnirtingai ginčijasi su fizikais eksperimentatoriais, manančiais, kad Galaktiką reikia įsisavinti tuojau pat. Ant servetėlės imama skaičiuoti, kiek kosminiam laivui reikės kuro kelionei iki žvaigždžių.
„Laivo masė?“ – „Šimtas tūkstančių tonų“.
– „Degalai?“ – „Patys tobuliausi“.
– „Jums reikės 10²² tonų paties moderniausio kuro.“
Palyginimui: mūsų planeta sveria kiek mažiau.

Raketinis kuras, net pats tobuliausias, nuo to laiko nepasidarė daug efektyvesnis, tačiau per 54 metus mokslininkai, panašu, sugalvojo, kaip iš tokios situacijos išsisukti. Balandžio 12dieną astrofizikas Stephenas Hawkingas ir verslininkas Jurijus Milneris surengė spaudos konferenciją, kurioje anonsavo Breakthrough Starshot projektą – ekspediciją prie arčiausios (neskaitant Saulės) žvaigždės.

Iki Kentauro alfos (α Cen) 4,3 šviesmečiai, arba maždaug 40 trilijonų kilometrų. Problema yra ne tik kuras, bet ir laikas. Įprastiniai kosminiai laivai – tokie, kaip New Horizons, pernai pirmą kartą nufotografavęs Plutoną, – kelionėje užtruktų dešimtis tūkstančių metų. Todėl kosmoso agentūrų, pradedant amerikiečių NASA ir baigiant japonų JAXA, planuose jokių tarpžvaigždinių kelionių iki šiol nebuvo.

Breakthrough Starshot ketina iki kitos žvaigždės nusigauti ne per tūkstančius ar šimtus metų, o per dvidešimt. Tokių pareiškimų būtų logiška laukti po naujienų apie kokį nors neįtikėtiną fundamentalaus mokslo proveržį – na, tarkime, jei astronomai šalia Žemės iš tiesų aptiktų įėjimą į kirmgraužą, kurios išėjimas, kaip filme „Interstellar“ už dešimčių šviesmečių. Dar yra ne menkiau fantastiškų idėjų, tarkime, apie warp variklius, galinčio prieš save sutraukti erdvę – teorija nedraudžia ir dar keistesnių dalykų egzistavimo, tačiau kol kas niekas šia kryptimi toliau nepasistūmėjo.

Mikrovarikliai reikalingi tik kurso koregavimui, o vietoje raketinio variklio šiame zonde naudojama šviesos burė – itin plona veidrodinė plėvelė, kurią į priekį stumia šviesos slėgis. Per kelias minutes burlaivis pagreitėja iki 20% šviesos greičio, tai yra, iki 60 mln km/h, ir paskui tiesiog lekia pirmyn.

Jei viskas taip paprasta ir nebrangu, tai kodėl niekas tuo neužsiėmė anksčiau? Kas trukdė dar prieš dešimtmetį atlikti bandomąjį skrydį – tegu ir ne visos flotilės, o vieno dviejų įrenginių, ir ne į α Cen, o bent jau į Marsą kukliu paprasto tarpplanetinio zondo greičiu?

Tam reikės išmokti tinkamai naudotis tuo, ką jau senių seniausiai esame išradę. Breakthrough Prize svetainėje pateiktas ilgas inžinerinių problemų, kurias visų pirma teks išspręsti, sąrašas.

Pavyzdžiui, kaip mums sekasi didelių elektros kiekių perdavimas elektros perdavimo linijomis? Nė vienas fizikas šio klausimo nelaiko fundamentalia moksline problema, bet dabar nuo to priklauso, ar greitai skrisime į žvaigždes. Pagrindinis „šviesos burių“ flotilės variklis bus 100 GW lazerių įrenginys Žemėje. Vienas gigavatas – standartinio atominės elektrinės energijos bloko, veikusio Ignalinoje ar Černobilyje, galia.

Visa Rusija – su visomis gamyklomis, metro traukiniais ir lemputėmis butuose – vidutiniškai naudoja 118 GW elektros energijos galią (padalinus Energetikos ministerijos skaičius kilovatvalandėmis iš valandų skaičiaus metuose), ir maždaug tiek pat spinduliuos lazeris α Cen kryptimi.

Visus šiuos gigavatus reikia tiekti į nedidelę aikštelę, kurioje veiks lazerio įrenginys ir, galbūt, kaupti – o tada pasirodys, kad koks nors Tesla akumuliatorių gigafabrikas, kurį Elonas Muskas stato Nevados dykumoje, irgi sprendžia svarbią mokslo užduotį.

Zondai ne tik turi nuskrieti iki kaimyninės žvaigždžių sistemos, bet ir parodyti mums, kaip ji atrodo. α Cen kartais vadina žvaigžde, tačiau iš tiesų tai yra glaudi dviejų žvaigždžių pora – α Cen A ir α Cen B, viena iš kurių 10% sunkesnė už Saulę, kita – 10% lengvesnė. Iš visko sprendžiant, apie lengvesniąją žvaigždę skrieja planeta – ir jos fotografijos tikriausiai būtų įspūdingiausias misijos rezultatas.

Kaip tokias fotografijas persiųsti? Luste planuojama įrengti 1 W galios siųstuvą, kuris duomenis Žemės kryptimi siųstų itin trumpais žybsniais. Mėgėjiška racija, skirta kelionėms kalnuose, būna 5–10 W ir jos signalą sunkiai galima aptikti už 10 km. Atstumas iki Kentauro alfos 4 trilijonus kartų didesnis, tad signalo priėmimui rengiamasi statyti kilometrinį radioteleskopų masyvą.

Daugelis klasikinių problemų, kurias būtina išspręsti prieš paleidžiant patį paprasčiausią palydovą, atvirkščiai, pasitraukia į antrą planą. Tai bepilotė ekspedicija, tad neverta itin jaudintis dėl skridimo per kokius nors radiaciniu žiedus. Nebūtinas daugkartinis visų kritiškai svarbių modulių dubliavimas kokių nors menkai tikėtinų netikėtumų atvejams: jei išskris dešimtys tūkstančių modulių, tai netgi jei išliks tik kas dešimtas modulis, misija nesužlugs.

Breakthrough Starshot kvestionuoja pusiau karinę tradiciją kosmosui kurti superpatikimus, tankus primenančius daiktus. Pinigus projektui skiria žmonės, uždirbę juo internete (be Milnerio – Mail.ru bendrasavininkio, Facebook, Twitter, Alibaba ir kt. akcininko, – projektą remia Markas Zuckerbergas), o jiems norisi į kosmosą paleisti ką nors panašesnio į išmanųjį telefoną. Jei senas sulūžo – paprasčiau ir pigiau pagaminti naują, nei taisyti seną. Dėl tokio požiūrio į daiktus vartotojiška visuomenė dažnai keiksnojama, o jai priešpastatomas hipotetinis tolimųjų planetų užkariautojų komunizmas. Ray Bradbury, „Marso kronikų“ autorius, 2010 metais skundėsi, kad žmonės kosmoso nekolonizavo nes susižavėjo tokiais „dalykėliais, kaip iPhone“. Dabar žinosite, ką atsakyti į šią citatą, kai kitą kartą išvysite ją savo Facebook paskyros laikjuostėje.

Борислав Козловский
slon.ru