Nisan 2016'da Rus milyarder Yuri Milner, Atılım Starshot'ın oluşturulduğunu duyurdu. Kar amacı gütmeyen bilimsel organizasyonunun bir parçası olarak (Atılım Girişimleri olarak bilinir), Starshot'ın amacı, yaşamımız boyunca en yakın yıldız sistemine (Alpha Centauri (aka. Rigel Kentaurus)) ulaşabilecek bir deniz feneri nanocraft tasarlamaktı.
Kuruluşundan bu yana, Starshot konseptinin arkasındaki bilim adamları ve mühendisler böyle bir görevin karşılaşacağı zorlukları ele almaya çalıştılar. Benzer şekilde, bilim camiasında böyle bir kavramın nasıl işleyebileceğine dair önerilerde bulunan pek çok kişi vardır. En son, iki araştırmacının, varış noktasına ulaştığında gemiyi yavaşlatmanın yeni bir yolunu bulduğu Max Planck Güneş Sistemi Araştırma Enstitüsü'nden geliyor.
Özetlemek gerekirse, Starshot konsepti, bir deniz feneri tarafından çekilen küçük, gram ölçekli bir nano-tasarı içerir. Yer tabanlı bir lazer dizisi kullanarak, bu deniz feneri yaklaşık 60.000 km / s (37.282 mps) hıza veya ışık hızının% 20'sine kadar hızlandırılır. Bu hızda, nanokraft sadece 20 yıl içinde kendi 4.37 ışıkyılı uzaklıkta bulunan Alpha Centauri'ye en yakın yıldız sistemine ulaşabilecekti.
Doğal olarak bu, yıldızlararası tozla çarpışma olasılığını, deniz fenerinin düzgün şeklini ve lazer dizisine güç sağlamak için saf enerji gereksinimlerini içeren bir dizi teknik zorluğu beraberinde getirir. Ancak aynı derecede önemli olan, böyle bir zanaatın varış noktasına ulaştığında nasıl yavaşlayacağı fikri. Diğer ucunda kırma enerjisi uygulamak için lazer olmadan, tekne sistemi çalışmaya başlayacak kadar yavaşlar mı?
René Heller ve Michael Hippke'nin “Yüksek hızdaki yıldızlararası fotonun yavaşlaması Alpha Centauri'deki bağlı yörüngelere yelken açma” çalışmasında ele almayı seçtikleri soru buydu. Heller, şu anda ESA'ya yaklaşan PLAnetary Transits ve yıldızların Salınımları (PLATO) misyonu için hazırlıklarıyla yardımcı olan bir astrofiziktir - Kozmik Vizyon programlarının bir parçası olarak kullanılan bir dış gezegen avcısı.
BT uzmanı Michael Hippke'nin yardımıyla iki kişi, yıldızlararası misyonun Alpha Centauri'ye ulaşması ve varışta iyi bilimsel geri dönüşler sağlaması için neyin gerekli olacağını düşündüler. Bu, fren manevralarının geldiğinde yapılmasını gerektirir, böylece uzay aracı göz açıp kapayıncaya kadar sistemi aşmaz. Çalışmalarında belirttikleri gibi:
“Böyle bir yıldızlararası prob, lansmandan 20 yıl sonra Proxima'ya ulaşsa da, yavaşlamak için itici olmadan sistem birkaç saat içinde geçecektir. Burada yıldız üçlü Alfa Cen A, B ve C'nin (Proxima) yıldız foton basınçlarının yerçekimi yardımcılarıyla birlikte Dünya'dan gelen güneş yelkenlerini yavaşlatmak için nasıl kullanılabileceğini gösteriyoruz. ”
Hesaplamaları uğruna, Heller ve Hippke, geminin 100 gramdan (3,5 ons) daha az ağırlığa sahip olacağını ve yüzey alanında 100.000 m² (1.076.391 feet kare) bir yelken üzerine monte edileceğini tahmin etti. Bunlar tamamlandığında, Hippke onları bir dizi bilgisayar simülasyonuna uyarladı. Sonuçlarına dayanarak, tamamen lazer ihtiyacını ortadan kaldıran tamamen yeni bir görev konsepti önerdiler.
Özünde, gözden geçirilmiş konseptleri, kendi itme ve durdurma gücünü sağlayacak Özerk Aktif Yelken (AAS) gemisini çağırdı. Bu tekne, Güneş Sistemindeyken yelken açacak ve Sun'ın güneş rüzgârını yüksek hızlara hızlandırmak için kullanacaktı. Alpha Centauri Sistemine ulaştığında, Alpha Centauri A ve B'den gelen radyasyonun onu yavaşlatma etkisi olacak şekilde yelkenini yeniden konuşlandıracaktı.
Önerilen bu manevranın ek bir avantajı, geminin, Alpha Centauri sistemini etkili bir şekilde keşfedebileceği noktaya yavaşlatıldıktan sonra, bu yıldızlardan Proxima Centauri'ye yönelmek için bir yerçekimi yardımı kullanabilmesidir. Oraya vardığında, Proxima b'nin - Dünya'ya en yakın dış gezegen - ilk yakın-yakından araştırmasını yapabilir ve atmosferik ve yüzey koşullarının nasıl olduğunu belirleyebilir.
Bu gezegenin varlığı ilk kez Avrupa Güney Gözlemevi tarafından 2016 yılının Ağustos ayında açıklandığından, yaşanabilir olup olmayacağı konusunda çok spekülasyon yapıldı. Anlaşılır belirteçleri - uygulanabilir bir atmosfer, manyetosfer ve yüzeydeki sıvı su - kontrol etmek için inceleyebilecek bir göreve sahip olmak, kesinlikle bu tartışmayı çözecektir.
Heller, Max Planck Enstitüsü'nden yapılan bir basın açıklamasında açıklandığı gibi, bu kavramın birkaç avantajı var, ancak en az Alpha Centauri'ye ulaşmak için gereken zaman değil, ticari payı payı ile birlikte geliyor. “Yeni görev konseptimiz yüksek bir bilimsel getiri sağlayabilir, ancak sadece torunlarımızın torunları bunu alacaktı” dedi. “Öte yandan Starshot, onlarca yıllık bir zaman diliminde çalışıyor ve bir nesil içinde gerçekleştirilebiliyordu. Bu yüzden Starshot için uzun vadeli bir takip konsepti tanımlamış olabiliriz. ”
Şu anda, Heller ve Hippke, uygulanabilir olup olmadığını görmek için konseptlerini Breakthrough Starshot ile tartışıyorlar. Çalışmalarını inceleyen bir kişi Profesör Avi Loeb, Harvard Üniversitesi'nden Frank B. Baird Jr. Bilim Profesörü ve Atılım Vakfı Danışma Kurulu başkanıdır. Space Magazine'e e-posta yoluyla söylediği gibi, Heller ve Hippke tarafından ortaya konan konsept dikkate değerdir, ancak sınırlamaları vardır:
“Bir uzay aracını yıldız ışığıyla (ve yerçekimi yardımı ile) yavaşlatmak mümkünse, aynı güç tarafından ilk etapta başlatmak da mümkündür… Öyleyse, neden son zamanlarda duyurulan Atılım Starshot projesi bir lazer kullanarak ve uzay aracımızı itmek için güneş ışığı değil mi? Cevap, öngörülen lazer dizimizin yelkeni yerel güneş akısından milyon kat daha büyük bir enerji akısı ile itebilmesidir.
“Göreli hızlara ulaşmak için yıldız ışığı kullanırken son derece ince bir yelken kullanılmalıdır. Yeni makalede, Heller ve Hippke gram ölçekli yelken yerine miligram örneğini ele alıyor. On metrekarelik bir alan yelkeni için (Starshot konsept çalışmamızda öngörüldüğü gibi), yelkenlerinin kalınlığı sadece birkaç atom olmalıdır. Böyle bir yüzey, yansıtmayı amaçladığı ışığın dalga boyundan daha ince büyüklük sıralarıdır ve bu nedenle yansıtıcılığı düşük olacaktır. Ağırlığı çok fazla büyüklükte azaltmak ve yine de yelken malzemesinin sertliğini ve yansıtıcılığını korumak mümkün görünmemektedir.
“Starshot konseptini tanımlamanın temel kısıtı yaşamımız boyunca Alpha Centauri'yi ziyaret etmekti. Bu makalede savunduğu gibi bir seyahat ömrünü bir insanın ömrünün ötesine uzatmak, ilgili insanlara daha az çekici gelmesini sağlayacaktır. Ayrıca, yelkenin ağırlığına önemli ölçüde katkıda bulunacak elektroniklerle birlikte olması gerektiğini akılda tutmak gerekir. ”
Kısacası, zaman bir faktör değilse, başka bir Güneş Sistemine ulaşmak için ilk denememizin gerçekten de bir AAS'ın güneş rüzgarı tarafından itilmesi ve yavaşlatılmasını içerebileceğini düşünebiliriz. Ancak böyle bir görevin tamamlanması için yüzyıllarca beklemek istiyorsak, Alpha Centauri'ye geleneksel motorlarla (muhtemelen mürettebatlı olanlar) roketler göndermeyi de düşünebiliriz.
Ancak kendi yaşamlarımıza oraya varmak istiyorsak, lazerle çalışan bir yelken ya da benzer bir şey gitmek için bir yol olacaktır. İnsanlık yarım asırdan fazla bir süreyi kendi arka bahçemizde olanları keşfetmek için harcadı ve bazılarımız yandaki kapıyı görmek için sabırsızlanıyoruz!
