Jau aiškėja, kaip tarpžvaigždiniai zondai keliaus į Kentauro Alfą: „Neįveikiamų kliūčių neaptikome, bet skrendant tokiu greičiu - problemų daugybė“

Ambicingu Breakthrough Starshot planu siekiama lazeriais pasiųsti kelis gramus tesveriančius zondus į tarpžvaigždines keliones. Tikslas – pasiekti Kentauro Alfa žvaigždžių sistemą vos per 20 metų, ir gal būt parsiųsti ten esančių planetų nuotraukas.

Anksčiau šiais metais milijardierius Jurijus Milneris pristatydamas Breakthrough Starshot projektą, minėjo, kad jo moksliniai konsultantai įvardijo maždaug 20 iššūkių, kuriuos, norint, kad misija būtų sėkminga, reikės įveikti, ir paskyrė jų sprendimui 100 milijonų dolerių. Visa misija tikriausiai kainuos daug milijardų.

Dabar Avi Loeb iš Harvardo universiteto, vadovaujantis Milnerio mokslo komandai, baigė pirmąjį tyrimą, nagrinėjantį susidūrimų su tarpžvaigždinės erdvės dujomis ir dulkėmis poveikį. „Atlikome nuodugnią analizę, atsižvelgdami į visus reikšmingus fizikinius faktorius,“ sako jis. „Neįveikiamų kliūčių neaptikome.“

Smulkutis smūgis, didžiulė energija

Paprastai dulkelė nuo erdvėlaivio tiesiog atšokų, nepadarydama jokios žalos, nors kiek didesni mikrometeoroidai kelia bėdas teleskopams ir the Tarptautinei kosmoso stočiai. Tačiau Breakthrough Starshot nori zondus link žvaigždžių pasiųsti penktadaliu šviesos greičio, tad net smulkios kruopelės kinetinė energija bus milžiniška.

Zondai, pavadinti plokštasatais (wafersat) nes iš esmės jie tėra mažos spausdintos elektronikos plokštės, bus pagaminti iš grafito ir kvarco, tad komanda daugiausiai tyrė susidūrimų poveikį šioms medžiagoms. Jie išsiaiškino, kad tarpžvaigždinės dulkės į zondus trenksis kaip sunkių atomų rinkinys, o ne kaip atskira dalelė, o ti reiškia, kad jie bombarduos paviršių, jį kaitins ir formuos kraterius.

Dulkės darys daug didesnę žalą nei dujos, kurias sudaro lengvesni elementai, tad ir jų smūgiai bus silpnesni. Susidūrimas su viena dulkele, kiek didesne nei 1/100 mm, zondą galėtų visiškai sunaikinti, nors astronominiai stebėjimai rodo, kad dauguma dulkių grūdelių daug mažesni.

Kaip bebūtų, kelelis nebus lygus. Priklausomai nuo konkrečios zondo konfigūracijos, atskriejus prie Kentauro Alfos, tarpžvaigždinėje erdvėje jų tūris gali būti sumažėjęs 30%.

Susidūrimai kaktomuša

Zondai kuriami ilgi ir ploni, taip mažinant tiesioginių susidūrimų tikimybę, ir svers ne daugiau nei vieną gramą, nors turės visą elektroniką Kentauro Alfos tyrimams ir komunikavimui su Žeme.

Loebo komanda siūlo pridėti zondo priekyje kelių milimetrų grafito sluoksnį, kuris diltų ir neleistų pažeisti elektronikos sistemos.

Rūpintis reikia ne vien pačiu zondu. Pirmoje misijos fazėje, zondai turės šviesos burę, veidrodinį paviršių, priimsiantį Žemėje įrengto galingo lazerio impulsus ir greitins zondus iki šviesos greičio dalies. Likusią kelionės dalį jis turės būti sulankstytas ir suglaustas, sako Loebas, tačiau tokia apsauga pridės svorio zondui, tad jo paleidimui reikės daugiau energijos. „Visada reikia balansuoti,“ sako jis.

„Skriejant tokiu greičiu, kietų paviršių erozija bus rimta problema,“ pažymi Ian Crawford iš Birkbecko, Londono universiteto. Gali būti, kad plokštasatai nebaigs kelionės, bet jų sėkmė ar nesėkmė suteiks žinių apie tarpžvaigždinę aplinką, sako jis. „Gausime daugybę žinių, padėsiančių kurti geresnius erdvėlaivius.“

„Nemanau, kad tai bus neįveikiama kliūtis, tiesiog viskas taps sudėtingiau,“ svarsto Paulo Lozano iš MIT. Tokie tyrimai padės Breakthrough Starshot kurti realistiškesnius projektus, tvirtina jis. „Aiškėja, kad jie skiria daug dėmesio detalėms ir tai gerai.“

Loebas antrina, kad aiškus, mokslinis įvertinimas – vienintelis būdas vykdyti projektą. „Ignoruojant realybę, šioji kanda,“ sako jis. „Itin svarbu suprasti sunkumus ir bandyti juos spręsti.“

Žurnalo nuoroda: arxiv.org/abs/1608.05284

Jacob Aron
New Scientist