"Shot la stele"
Astfel, sonda va fi de spațiu interstelar o barcă cu un modul de cântărire electronică StarChip 1g, grele praștie legat cu zona vela solar de 16 m 2 100 nm grosime și o greutate de 1 g, desigur, suficienta lumina noastră de soare pentru a dispersa chiar o astfel de construcție ușoară la Vitezele la care călătoria interstelară nu va dura de milenii. Prin urmare, punctul culminant principal al proiectului Starshot - accelereaza de la un fascicul laser puternic, care se concentreaza pe vela. Estimată Lubin, când puterea laserului de 50-100 GW de accelerare va fi de aproximativ 30.000 g, u în câteva minute sonda atinge viteza de 20% din lumină. Zborul spre Alpha Centauri va dura aproximativ 20 de ani.
Întrebări fără răspuns: un val de critici
Philip Lubin, în articolul său, oferă estimări numerice ale elementelor din plan, dar mulți oameni de știință și specialiști tratează aceste date foarte critic.
Desigur, pentru a realiza un proiect ambițios, precum Breakthrough Starshot. este nevoie de ani de muncă, iar 100 de milioane de dolari nu sunt atât de mari pentru această scală. În special, acest lucru se aplică infrastructurii terestre - o serie de emițători cu laser. Instalarea unei astfel de energii (50-100 GW) va necesita o cantitate imensă de energie, adică va fi necesară construirea a cel puțin o duzină de centrale electrice în apropiere. În plus, va fi necesar să eliminați o cantitate mare de căldură din radiatoare timp de câteva minute și cum să faceți acest lucru - este încă neclar. Există o mulțime de astfel de întrebări fără răspunsuri în proiectul Breakthrough Starshot, dar până acum lucrările tocmai au început. "Consiliul științific al proiectului nostru include specialiști de conducere, oameni de știință și ingineri în diferite domenii relevante, inclusiv doi câștigători ai Premiului Nobel", spune Yuri Milner. - Am auzit o evaluare foarte echilibrată a fezabilității acestui proiect. În același timp, cu siguranță ne bazăm pe expertiza combinată a tuturor membrilor consiliului nostru științific, dar în același timp sunt deschise unei discuții științifice mai largi ".
Sub vele stele
Navigarea solară
Unul dintre elementele principale ale proiectului - o zonă velă solară de 16 m 2 și o greutate de 1 g de material tratat vele multistrat oglindă dielectric reflectând lumină incidență 99,999% (conform calculelor preliminare ar fi suficient că pânza nu este topit la câmp de radiație 100- GW a laserului). O abordare mai promițătoare, care permite de a face grosimea naviga la lungimea de undă a luminii reflectate - este de a utiliza ca bază a monostratului naviga metamaterial cu indice de refracție negativ (acest material are, de asemenea, că, chiar și nanoperforatsiyu reduce masa). Al doilea exemplu de realizare - această utilizare nu este un material cu reflexivitate ridicată și un coeficient de absorbție scăzută (10 -9), cum ar fi materiale optice pentru fibre optice.
„În plus, trebuie să avem în vedere că reflexia de oglinzi dielectrice este ajustat la un interval îngust de lungimi de undă, și ca accelerarea sondei efectului Doppler schimbă lungimea de undă cu mai mult de 20%, - a spus Lubin. - Am ținut cont de acest lucru, astfel încât reflectorul va fi ajustat la aproximativ 20% din lărgimea de bandă a radiației. Am proiectat astfel de reflectorizante. Dacă este necesar, sunt disponibile și reflectoare cu o lărgime de bandă mai largă. "
Pentru a păstra forma pânzei, se presupune că se întărește cu grafen. Unele materiale compozite pe bază de grafene pot fi contractate de tensiunea electrică aplicată pentru controlul activ. Pentru stabilizare, velele pot fi netratate sau date sub forma unui con invers pentru autostabilizare pasivă în domeniul radiației laser.
Instalare laser
Instalația principală a navei spațiale nu va zbura spre stele - va fi localizată pe Pământ. Aceasta este o serie de emițători laser cu dimensiuni de 1 × 1 km. Total lasere de putere ar trebui să fie la 50 la 100 GW (acest lucru este echivalent cu 10-20 Krasnoyarsk energie hidroelectrică). Se presupune, prin eliminarea progresivă (de exemplu, schimbarea de fază pe fiecare radiator) o radiație cu o lungime de undă de 1,06 microni cu întreaga zăbrele la un loc de câțiva metri în diametru, la distanțe de până la mai multe milioane de kilometri (limitarea preciziei de focalizare a 10 -9 radiani). Dar această concentrare a făcut o atmosfera turbulentă estompează fasciculul la dimensiunea spotului de aproximativ secunde arc (10 -5 radiani). Sunt de așteptat îmbunătățiri ale celor patru ordine cu ajutorul opticii adaptive (AO), care va compensa distorsiunile atmosferice. Cele mai bune sisteme de sisteme optice adaptive pentru a reduce neclaritatea de telescoape moderne de până la 30 de milisecunde colțuri, care este de obiectiv este încă ordine de aproximativ doi ani și jumătate de mărime. „Pentru a câștiga o perturbatie grila faziruemaya la scară mică trebuie să fie defalcate în elemente foarte mici, dimensiunea elementului radiant pentru lungime de unda noastră nu trebuie să depășească 20-25 cm, - explică Philip Lubin. "Sunt minimum 20 de milioane de radiatoare, dar această sumă nu mă sperie". Pentru feedback cu privire la sistemul de SA intenționăm să utilizăm mai multe surse de referință - geamanduri - și sonda, iar pe nava-mama, și în atmosferă. În plus, vom urmări sonda pe drumul spre obiectiv. De asemenea, dorim să folosim stelele ca un far pentru ajustarea sincronizării zăbrele, atunci când primește semnalul sondei la sosire, dar fiabilitatea va monitoriza sonda. "
Zborul interstelar nu este o chestiune de secole, ci decenii
Yuri Milner,
Om de afaceri rus și filantrop,
Fondator al Inițiative Breakthrough: semnificative, a avut loc în ultimii 15 ani, putem spune, avans revoluționar în trei domenii tehnologice: miniaturizarea componentelor electronice, o nouă generație de materiale sunt lasere de putere, de asemenea, mai ieftin și mai mult. Combinația acestor trei tendințe conduce la posibilitatea teoretică de a accelera nanosatelitul la viteze aproape relativiste. În prima etapă (5-10 ani), intenționăm să realizăm un studiu științific și de inginerie mai aprofundat pentru a înțelege cât de mult este implementat acest proiect. Site-ul proiectului are o listă cu aproximativ 20 de probleme tehnice grave, fără a fi soluția căreia nu vom putea merge mai departe. Aceasta nu este o listă finală, dar, pe baza opiniei consiliului științific, considerăm că prima etapă a proiectului are o motivație suficientă. Știu că proiectul stelară vela este serios criticată de experți, dar cred că poziția unor experți critice asociate cu înțelegere nu destul de exactă a ceea ce noi oferim cu adevărat. Noi nu finanțează zbura la o altă stea, dar destul de realiste de dezvoltare multi-scop, asociat cu ideea de sonda interstelar numai direcția generală. Aceste tehnologii vor găsi aplicații atât pentru zborurile din sistemul solar, cât și pentru protecția împotriva asteroizilor periculoși. Dar punând un astfel de obiective strategice ambițioase ca zborul interstelar, este justificat, în sensul că dezvoltarea tehnologiei în ultimii 10-20 de ani, probabil, face ca punerea în aplicare a unui astfel de proiect nu este o chestiune de secole, așa cum au presupus multe, ci mai degrabă - zeci de ani.
Pe de altă parte, pe etape matrice de emițătoare optice / deschidere comună detectori în kilometru - este un instrument capabil de a vedea exoplanete la o distanță de zeci de parseci. Folosind receptoare cu o lungime de undă reglabilă, este posibil să se determine compoziția atmosferei exoplanetului. Ai nevoie de sonde? "Desigur, folosirea unui spectru fazat ca un telescop foarte mare deschide noi posibilități în astronomie. Dar - adaugă Lubin - ne propunem să adăugați la spectrometru în infraroșu sonda ca un program pe termen lung, în plus față de camerele și alți senzori. Avem un grup excelent de fotoni la Universitatea California din Santa Barbara, care face parte din colaborare. "
Dar, în orice caz, în conformitate cu Lubin, primele zboruri vor avea loc în sistemul solar: „Din moment ce putem trimite un număr foarte mare de sonde, ne oferă o mulțime de oportunități diferite. Putem trimite, de asemenea, o (scară napolitana. Ie-on-chip), similar cu mici sonde pe rachete convenționale și de a folosi aceeași tehnologie pentru a studia Pământul și planetele și sateliții lor în sistemul solar. "
Planul de zbor
- Racheta aduce o navă-mama în orbită în jurul Pământului, care conține zeci, sute, mii sau zeci de mii de sonde.
- Sondele părăsesc nava-mamă, deschid pânzele, navighează și iau poziția de plecare.
- Pe Pământ începe progresiv marimea matrice 1 x 1 km 20 milioane de mici emițătoare cu laser (cu o deschidere în 20-25 cm), concentrându-se un fascicul laser pe suprafața vela.
- Pentru a compensa distorsiunile atmosferice, se folosesc balizele de sprijin - "stelele artificiale" din straturile superioare ale atmosferei, de pe nava-mamă, precum și semnalul reflectat de pe vele.
- Sonda este accelerată de un fascicul laser timp de câteva minute până la 20% din viteza luminii, iar accelerația ajunge la 30 000 g. De-a lungul zborului, care durează aproximativ 20 de ani, laserul monitorizează periodic poziția sondei.
- La sosirea în țintă, în sistemul Alpha Centauri, sondele încearcă să detecteze planetele și să le ia pozele în timpul zborului.
- Folosind o vele ca un obiectiv Fresnel și o diodă laser ca transmițător, sonda este orientată și transmite datele primite în direcția Pământului.
- Cinci ani mai târziu, aceste date sunt acceptate pe Pământ.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: