اختراق Starshot لألفا سنتوري

الصورة عبر BreakthroughInitictures.org.

حلم السفر إلى النجوم ما زال حياً وبصحة جيدة. عبر مفهوم الفنانBreakthroughInitictures.org.

هذا الشهر ، أعلن الملياردير الروسي ذو التقنية العالية يوري ميلنر وآخرون عن خطة Breakthrough Starshot ، وهي خطة لإنفاق 100 مليون دولار لاتخاذ خطوة تالية نحو السفر النجمي في عصرنا. سيستخدمون الأموال لبدء دراسات إثبات المفهوم لمهمة طيران على مسافة 100 مليون ميل في الساعة إلى أقرب نظام نجمي آخر ، وهو Alpha Centauri ، الذي يقع على بعد حوالي 4 سنوات ضوئية أو 25 تريليون ميل (40). تريليون كيلومتر). سوف يسعون للحصول على تأكيد بأنه من الممكن استخدام شعاع ضوئي بقوة 100 جيجاوات لدفع ما يقرب من 1000 وزن خفيف للغايةنانوكرافتإلى 20 بالمائة من سرعة الضوء. إذا كان من الممكن أن يصل هذا الأسطول من السفن النانوية إلى Alpha Centauri في غضون 20 عامًا تقريبًا من إطلاقه.

نظرًا لسرعة السفر المحدودة للضوء (بما في ذلك موجات الراديو) ، فإننا ننتظر 4 سنوات أخرى لنسمع من أي مركبة نانوية اجتاحت بنجاح نظام Alpha Centauri.

هذه الخطة لإطلاق سفننا البشرية في الفضاء الشاسع تقودها نفس المنظمة التي - في يوليو 2015 - أعلنتجهد جديد غير مسبوق بقيمة 100 مليون دولارفي البحث عن ذكاء خارج الأرض (SETI).في موقعها على الإنترنت، مبادرات الاختراق تصف نفسها على أنها:

... برنامج للاستكشاف العلمي والتكنولوجي ، يبحث في الأسئلة الكبيرة للحياة في الكون: هل نحن وحدنا؟ هل توجد عوالم صالحة للسكن في جوار مجرتنا؟ هل يمكننا تحقيق قفزة كبيرة نحو النجوم؟ وهل يمكننا التفكير والعمل معًا - كعالم واحد في الكون؟

سيقود بيت ووردن ، المدير السابق لمركز أبحاث AMES التابع لناسا ، برنامج Breakthrough Starshot ، الذي نصحته لجنة من العلماء والمهندسين النجميين. يتألف المجلس من يوري ميلنر والفيزيائي ستيفن هوكينغ ومارك زوكربيرج من فيسبوك. كما شارك كل من آن درويان وفريمان دايسون وماي جيميسون وآفي لوبفي الإعلانفي مرصد ون وورلد في مدينة نيويورك في 12 أبريل 2016.

الملياردير الروسي يوري ميلنر. الصورة عبر موقع Rusnanotekh.com

يوري ميلنر ممول رئيسي لمبادرات الاختراق. كان من أوائل المستثمرين في Facebook و Twitter وقام بتمويل مساعي كبيرة أخرى ، على سبيل المثال ، أكبر جائزة في العالم في مجال الطب الحيوي وعلوم الحياة ، تسمى جائزة الاختراق. صورة عبرRusnanotekh.com



تشكل Alpha Centauri A و Alpha Centauri B و Proxima Centauri نظامًا من فئة ثلاث نجوم ، على الرغم من أن Proxima Centauri يقع على بعد عامين ضوئيين بعيدًا عن الاثنين الآخرين. صورة إيان موريسون عبر

يعتقد العلماء أن هناك 3 نجوم في نظام Alpha Centauri ، على الرغم من أن Proxima Centauri - على بعد 2 سنة ضوئية بعيدًا عن النجمين الآخرين ، وأقرب نجم فعليًا لشمسنا - قد لا يكون مرتبطًا ماديًا. رسم إيان موريسون ، عبرmanyworlds.space

على الرغم من أن هناك فقطكوكب واحد معروف حتى الآنفي نظام Alpha Centauri ، الذي يدور حول Alpha Centauri B ، يمكنك المراهنة على أنه - إذا كنا نهدف إلى إرسال مركبات نانوية إلى هناك - فإن علماء الفلك سيحولون انتباههم إلى البحث عن المزيد من الكواكب في هذا النظام النجمي القريب.

لماذا لم نزورنظام Alpha Centauriبالفعل؟ ذلك لأن 25 تريليون ميل هي طريق طويل وطويل من هنا. باستخدام التكنولوجيا الحالية ، تتطلب أسرع مركبة فضائية حالية لدينا حوالي 30،000 سنة للوصول إلى هناك ،قال بريكثرو ستارشوت.

لكن جميع المركبات الفضائية الموجودة ضخمة وعتيقة على عكس السفن النانوية ذات المقياس الجرام - يطلق عليها اسمستارشيبس- يتم اقتراحها هنا. تأمل Breakthrough Starshot في تحديد ما إذا كانت السفن الصغيرة الخفيفة ، على أشرعة يدفعها شعاع ضوئي ، يمكن أن تطير أسرع ألف مرة من أسرع مركبة فضائية تم بناؤها حتى الآن.

ما أحبه في مفهوم Starshot هو أنه حقًا رؤيوي ، قفزات كبيرة تتجاوز ما تم اقتراحه حتى الآن للسفر بالنجوم ، ومع ذلك لا يزال قائمًا على أحدث العلوم والتكنولوجيا. تتصور Starshot إطلاق سفينة أم تحمل 1000 مركبة فضائية صغيرة إلى مدار مرتفع. كل مركبة عبارة عن رقاقة بحجم الجرام ، وتحمل الكاميرات ، ودوافع الفوتون ، وإمدادات الطاقة ، ومعدات الملاحة والاتصالات ، و 'تشكل مسبارًا فضائيًا يعمل بكامل طاقته' ، كما يقول فريق Starshot.

سوف ينشر مراقبو المهمة المركبة النانوية - يرسلونها في طريقهم - واحدًا تلو الآخر. مجموعة ليزر أرضية تسمى أمشعاع الضوءستستخدم لتركيز الضوء على أشرعة السفن ، لتسريع المركبة الفردية إلى السرعة المستهدفة 'في غضون دقائق'.

رصيد الصورة: White Sands Missile Range / Applied Physics Laboratory

أول صورة للأرض من الفضاء ، 24 أكتوبر 1946 ، عبر White Sands Missile Range / Applied Physics Laboratory.اقرأ أكثر.ستكون الصور الأولى عبر مركبة النانو لنظام Alpha Centauri بدائية ، ربما مثل هذه الصورة الأولى للأرض؟

تتمثل الخطة في لصق أربع كاميرات (2 ميجابكسل لكل منها) على شريحة تسمح ببعض التصوير الأولي. سيتم إرسال البيانات مرة أخرى إلى الأرض باستخدام هوائي قابل للسحب بطول متر ، أو ربما حتى باستخدام شراع الضوء لتسهيل الاتصالات القائمة على الليزر والتي يمكن أن تركز الإشارة مرة أخرى نحو الأرض.

قال بريكثرو ستارشوت في الآونة الأخيرةبيانأن خطتها:

... يجلب نهج Silicon Valley للسفر إلى الفضاء ، مستفيدًا من التقدم الهائل في مجالات معينة من التكنولوجيا منذ بداية القرن الحادي والعشرين.

على سبيل المثال ، سوف تصبح الأضواء ممكنة من خلال التقدم فيتكنولوجيا النانوالتي تنتج بشكل متزايد النحافة وخفة الوزنالمواد الخارقة، والذي قال بريكثرو ستار:

... وعد بإتاحة تصنيع أشرعة بمقياس متر لا يزيد سمكها عن بضع مئات من الذرات وبكتلة جرام.

يظهر الفيديو أدناه الرسوم المتحركة المقترحةمشعاع الضوء، مجموعة مرحلية من الليزر لتشغيل الأضواء وأيضًا لتلقي المعلومات مرة أخرى من المركبة النانوية.

من المتوقع أن تستمر مرحلة البحث والهندسة الخاصة بـ Breakthrough Starshot 'لعدد من السنوات'. فيليب لوبين المستشار العلمي للمشروع ،لـ Popular Science في 27 أبريلأن ، في المرحلة الأولية:

... سنقوم ببناء مصفوفة ليزر نموذجية من فئة 10 إلى 100 كيلوواط ، و 'رقائق نجوم' بمقياس غرام مع أجهزة تصوير وأجهزة استشعار أخرى ونظام اتصال ليزري ونماذج أولية للأشرعة ، بالإضافة إلى استكشاف العديد من التحديات التقنية أمام بناء نظام كامل.

بعد ذلك ، سيتطلب تطوير المهمة النهائية لـ Alpha Centauri ميزانية مماثلة لأكبر التجارب العلمية الحالية. قائد المشروع بيت ووردنالمذكورةرقم 'حوالي 10 مليارات دولار'. سيشمل الجهد الشامل:

بناء مشعاع ضوئي أرضي بمقياس كيلومتر على ارتفاعات عالية في الظروف الجافة.

توليد وتخزين بضع جيجاوات ساعة من الطاقة لكل عملية إطلاق.

إطلاق 'سفينة أم' تحمل آلاف المركبات النانوية إلى مدار مرتفع.

الاستفادة من تقنية البصريات التكيفية في الوقت الفعلي للتعويض عن تأثيرات الغلاف الجوي.

تركيز شعاع الضوء على الشراع الضوئي لتسريع المركبات النانوية الفردية إلى السرعة المستهدفة في غضون دقائق.

حساب تصادم الغبار بين النجوم في طريقه إلى الهدف.

التقاط صور لكوكب ، وغيرها من البيانات العلمية ، وإرسالها مرة أخرى إلى الأرض باستخدام نظام اتصالات ليزر مدمج على متن الطائرة.

باستخدام نفس مشعاع الضوء الذي أطلق المركبات النانوية لتلقي البيانات منها بعد أكثر من 4 سنوات.

تخطط Breakthrough Starshot أيضًا لإنشاء برنامج منح بحثية ، لتوفير تمويل آخر لدعم البحث والتطوير العلمي والهندسي ذي الصلة. قال يوري ميلنر ، مؤسس مبادرات الاختراق:

قصة الإنسان هي واحدة من قفزات كبيرة. قبل 55 عامًا فقط ... أصبح يوري غاغارين أول إنسان في الفضاء. اليوم ، نستعد للقفزة العظيمة القادمة ، إلى النجوم.

قال ستيفن هوكينغ:

الأرض مكان رائع ، لكنها قد لا تدوم إلى الأبد. عاجلاً أم آجلاً ، يجب أن ننظر إلى النجوم. يعد Breakthrough Starshot خطوة أولى مثيرة للغاية في تلك الرحلة.

قال بيت ووردن:

نستلهم من فوستوك وفوييجر وأبولو والبعثات العظيمة الأخرى. حان الوقت لبدء عصر الطيران بين النجوم ، لكننا بحاجة إلى الحفاظ على أقدامنا على الأرض لتحقيق ذلك.

خلاصة القول: أعلنت Breakthrough Starshot - وهي جزء من مبادرات الاختراق - عن خطة في أبريل 2016 لإرسال سفينة نانوية على نطاق الجرام في مهمة إلى Alpha Centauri ، النظام النجمي التالي الأقرب. تتضمن الخطة وقت السفر إلى هذا النظام النجمي لمدة 20 عامًا فقط من الأرض. تم تخصيص استثمار بقيمة 100 مليون دولار لدراسات إثبات المفهوم في السنوات القادمة.