Gennembrud Starshot søger bevis for konceptet til en mission på 100 millioner kilometer per time - ved hjælp af let fremdrivet nanokunst - for at nå den nærmeste stjerne på 20 år.
Drømmen om at rejse til stjernerne er levende og vel. Kunstnerens koncept via BreakthroughInitiatives.org.
Denne måned annoncerede den russiske højteknologimilliardær Yuri Milner og andre Breakthrough Starshot, en plan om at bruge $ 100 millioner til at tage et næste skridt fremad mod stjernerejser i vores tid. De vil bruge midlerne til at begynde proof-of-concept-undersøgelser til en flymission på 100 millioner kilometer per time til det næste nærmeste stjernesystem, Alpha Centauri, der ligger omkring 4 lysår eller 40 billioner miles billioner km) væk. De vil søge bekræftelse af, at det er muligt at bruge en 100-gigawatt lysstråle til at drive cirka 1.000 ultra-letvægt nanocraft til 20 procent af lyshastigheden. Hvis det viser sig at være muligt, kunne denne flåde af nanostarship nå Alpha Centauri inden for ca. 20 år efter lanceringen.
På grund af den begrænsede kørehastighed for lys (inklusive radiobølger), ventede vi i fire år til med at høre tilbage fra ethvert nanocraft, der med succes fejede gennem Alpha Centauri-systemet.
Denne plan om at lancere vores menneskelige skibe i det store rum ledes af den samme organisation, der - i juli 2015 - annoncerede en hidtil uset 100 millioner dollars ny indsats i Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI). På sin hjemmeside beskriver Breakthrough Initiatives sig selv som:
... et program for videnskabelig og teknologisk efterforskning, der undersøger de store spørgsmål om livet i universet: Er vi alene? Er der beboelige verdener i vores galaktiske kvarter? Kan vi gøre det store spring til stjernerne? Og kan vi tænke og handle sammen - som en verden i kosmos?
Pete Worden, en tidligere direktør for NASA AMES Research Center, vil lede Breakthrough Starshot, rådgivet af et udvalg af stjerneforskere og ingeniører. Bestyrelsen består af Yuri Milner, fysiker Stephen Hawking og Mark Zuckerberg. Ann Druyan, Freeman Dyson, Mae Jemison og Avi Loeb deltog også i meddelelsen på One World Observatory i New York den 12. april 2016.
Yuri Milner er en stor finansierer af gennembrudsinitiativer. Han var en tidlig investor i og har finansieret andre store bestræbelser, for eksempel den største pris i verden inden for biomedicin og biovidenskab, kaldet gennembrudsprisen. Billede via Rusnanotekh.com
Forskere mener, at der er 3 stjerner i Alpha Centauri-systemet, selvom Proxima Centauri - ved .2 lysår væk fra de to andre, og den faktiske nærmeste stjerne til vores sol - muligvis ikke er fysisk bundet. Illustration af Ian Morrison via manyworlds.space
Selv om der hidtil kun er en planet kendt i Alpha Centauri-systemet, der kredser om Alpha Centauri B, kan du vædde på, at - hvis vi havde til formål at nanocraft der, astronomer ville henlede opmærksomheden på at søge flere planeter i dette nærliggende stjernesystem.
Hvorfor har vi ikke allerede besøgt Alpha Centauri-systemet? Det skyldes, at 25 billioner miles er en lang, lang vej herfra. Ved hjælp af eksisterende teknologi ville vores hurtigste nuværende rumfartøj kræve omkring 30.000 år for at komme dertil, sagde Breakthrough Starshot.
Men alt det nuværende rumfartøj er enormt og klodset i modsætning til nanostarships i gram-skala - kaldt StarChips - der foreslås her. Gennembrud Starshot håber at finde ud af, om små, lette skibe på sejl, der er skubbet af en lysstråle, kunne flyve tusind gange hurtigere end det hurtigste rumfartøj, der er bygget indtil nu.
Det, jeg elsker ved Starshot-konceptet, er, at det virkelig er visionært, springer og grænser ud over, hvad der hidtil er blevet foreslået til stjernerejser, og alligevel er forankret i nuværende, banebrydende videnskab og teknologi. Starshot forestiller sig at lancere et mødeskib, der transporterer det 1.000 lille rumfartøj til en bane i høj højde. Hvert håndværk er en wafer i gram, der bærer kameraer, foton-thrustere, strømforsyning, navigations- og kommunikationsudstyr og "udgør en fuldt funktionsdygtig rumsonde," siger Starshot-teamet.
Mission controllers ville indsætte nanocraft - dem på vej - en efter en. En jordbaseret lasergruppe kaldet a let beamer ville blive brugt til at fokusere lys på skibene sejle, til at fremskynde individuelle fartøjer til målhastigheden "inden for få minutter."
Første foto af Jorden fra rummet, 24. oktober 1946, via White Sands Missile Range / Applied Physics Laboratory. Læs mere. De første billeder via nanocraft af Alpha Centauri-systemet ville være rudimentære, måske som dette første jordbillede?
Planen er at sætte fire kameraer (to megapixels hver) på en chip, der giver mulighed for nogle elementære billeddannelser. Dataene vil blive transmitteret tilbage til Jorden ved hjælp af en udtrækkelig meter lang antenne, eller måske endda ved hjælp af lyssejlet for at lette laserbaseret kommunikation, der kunne fokusere et signal tilbage mod Jorden.
Gennembrud Starshot sagde i sin nylige erklæring, at dens plan:
... bringer Silicon Valley-tilgangen til rumrejser, hvor man drager fordel af eksponentielle fremskridt inden for visse teknologiområder siden begyndelsen af det 21. århundrede.
F.eks. Ville lyssejlene muliggøres ved fremskridt inden for nanoteknologi, der producerer stadig tyndere og lettere metamaterialer, som Breakthrough Star sagde:
... lover at muliggøre fremstilling af måleskalasejl højst et par hundrede atomer tykke og i gram i skala.
Videoen herunder viser en animation af det foreslåede let beamer, et trinvis række lasere til at tænde lyssejlene og også til at modtage information tilbage fra nanocraft.
Forsknings- og ingeniørfasen for gennembrud Starshot forventes at vare ”et antal år.” Philip Lubin, en videnskabelig rådgiver for projektet, fortalte Popular Science den 27. april, at i den indledende fase:
... vi vil opbygge en prototype-lasersamling i klassen 10- til 100 kilowatt, gram-skala 'stjerne-chips' med billeddannelse og andre sensorer og et laserkommunikationssystem, og prototype sejl, samt udforske de mange tekniske udfordringer til opbygge et komplet system.
Efter dette ville udvikling af den ultimative mission til Alpha Centauri kræve et budget, der kan sammenlignes med de største nuværende videnskabelige eksperimenter. Projektleder Pete Worden nævnte et tal på "omkring 10 milliarder dollars." Den fulde skala ville involvere:
Bygning af en jordbaseret kilometerskala lys beamer i høj højde under tørre forhold.
Generering og opbevaring af et par gigawatt-timer energi pr. Lancering.
Lancering af et 'møderskib', der fører tusinder af nanokunst til en bane i højde.
Udnytter adaptiv optik-teknologi i realtid for at kompensere for atmosfæriske effekter.
Fokusering af lysstrålen på lyssejlet for at fremskynde individuelle nanokunst til målhastigheden inden for få minutter.
Redegørelse for interstellære støvkollisioner på vej til målet.
At fange billeder af en planet og andre videnskabelige data og overføre dem tilbage til Jorden ved hjælp af et kompakt laser-kommunikationssystem ombord.
Brug af den samme lys beamer, der lancerede nanocrafts til at modtage data fra dem over 4 år senere.
Gennembrud Starshot planlægger også at etablere et forskningstilskudsprogram for at stille andre midler til rådighed til støtte for relevant videnskabelig og teknisk forskning og udvikling. Yuri Milner, grundlægger af gennembrudsinitiativerne, sagde:
Den menneskelige historie er et af de store spring. For bare 55 år siden ... blev Yuri Gagarin det første menneske i rummet. I dag forbereder vi os på det næste store spring, til stjernerne.
Stephen Hawking sagde:
Jorden er et vidunderligt sted, men det varer måske ikke evigt. Før eller senere må vi se til stjernerne. Gennembrud Starshot er et meget spændende første skridt på den rejse.
Pete Worden sagde:
Vi henter inspiration fra Vostok, Voyager, Apollo og de andre store missioner. Det er tid til at åbne en periode med interstellar flyvning, men vi er nødt til at holde fødderne på jorden for at opnå dette.
Nederste linje: gennembrud Starshot - en del af gennembrudsinitiativerne - annoncerede en plan i april, 2016, til gramskala nanostarship på en mission til Alpha Centauri, det næste nærmeste stjernesystem. Planen inkluderer en rejsetid til dette stjernesystem på kun 20 jordår. Der er forpligtet en investering på $ 100 millioner til proof-of-concept-undersøgelser i de kommende år.