Potpuno kočenje u Alpha Centauri

San o putovanju zvijezdama je živ i zdrav. Ogromno pravokutno fotonsko jedro moglo bi pokrenuti prve zvjezdane brodove sustavu Alpha Centauri, najbližoj zvjezdani sustav Zemlji. U ovom umjetničkom konceptu četiri crvene zrake emitirane iz uglova jedra prikazuju laserske impulse za komunikaciju sa Zemljom. Slika putem Max Plancka / Planetarni laboratorij stanovanja, sveučilište Portoriko u Arecibu.

U travnju 2016., ruski visokotehnološki milijarder Jurij Milner i drugi objavili su "Proboj Starshot", plan da u narednim godinama potroši 100 milijuna dolara na studije o dokazu koncepta kako bi istražili san o putovanju zvijezdama u naše vrijeme. Koncept Breakthrough Starshot izuzetno je brza letačka misija do najbližeg zvjezdanog sustava, Alpha Centauri, smještenog na oko 4 svjetlosne godine ili oko 25 bilijuna milja (40 bilijuna km). Cilj probojnosti Starshota je postići Alfa Centauri s flotom nanostarki u roku od 20 godina. Pretpostavimo da se ispostavlja da je izvedivo. Je li moguće da bismo mogli učiniti više od pomicanja prošlosti? Dvojica znanstvenika najavila su metodu kočenja koristeći zračenje i gravitaciju samih zvijezda Alfa Centaura. Ako bi se hipotetička letjelica mogla usporiti, ona bi se, eventualno, mogla preusmjeriti za istraživanje crvene patuljaste zvijezde Proxime Centauri i njezine novootkrivene planete Proxime b.

Astrofizičar René Heller iz Instituta Max Planck za istraživanje solarnog sustava u Göttingenu i IT stručnjak Michael Hippke zajedno su radili na ovoj ideji, koju su krajem siječnja 2017. poslali putem interneta na arXiv.org. Za svoju studiju nisu koristili koncept Breakthrough Starshota nanostarki, koja su zamišljena kao da teže oko grama (0, 036 unce) svaka.

Umjesto toga, smatrali su samo jedan malo veći zvjezdani brod, težak oko 0, 2 kilograma (manje od 100 grama). Bilo bi postavljeno na jedro veličine oko 100 četvornih metara (100 tisuća četvornih metara). To je jedro otprilike jednake veličine s 14 nogometnih igrališta.

Heller i Hippkeov koncept predviđa preusmjeravanje jedra sonde u blizini sustava Alpha Centauri, kako bi se svemirski brod optimalno usporio zbog dolaznog zračenja zvijezda u sustavu Alpha Centauri. Njihova izjava je objasnila:

Malena svemirska letjelica prvo bi se trebala približiti zvijezdi Alpha Centauri A u blizini od oko četiri milijuna kilometara [2, 4 milijuna milja]… maksimalnom brzinom od 13.800 kilometara u sekundi [8.600 milja u sekundi, odnosno 4, 6 posto brzine svjetlosti ].

Pri još većim brzinama, sonda bi jednostavno premašila zvijezdu.

Tijekom svog zvjezdanog susreta sonda ne bi bila odbijena samo zvjezdanim zračenjem, već bi je privukla i gravitacijsko polje zvijezde. Taj bi se efekt mogao iskoristiti za uklanjanje oko zvijezde. Ove manevarske pomake [aka gravitacijske asistencije] višestruko su izvodili svemirske sonde u našem Sunčevom sustavu.

Pomračenje dolazi! Polumjesečni pomračenje Mjeseca 10. do 11. veljače 2017. godine

Usporedba veličina i boja zvijezda u sustavu Alpha Centauri s našim suncem. Via Wikimedia Commons.

Alpha Centauri A i B su sustav s dvostrukom zvijezdom, a treća zvijezda Proxima - čije je mjesto u odnosu na ostala dva ovdje označeno strelicom - možda će se možda gravitacijski vezati za njih. Proxima je najbliža zvijezda Zemlji. Slika putem Europskog južnog opservatorija.

Njihov bi koncept mogao uspjeti, odlučili su, ali žrtva bi bila brzina putovanja. Breakthrough Starshot prvobitno je rekao da želi pokušati uspostaviti sustav Alpha Centauri za 20 godina, to jest unutar raspona nekih naših života. U scenariju kočenja Hellera i Hippkea, plovilo bi trajalo duže da bi stigla do Alfa Centaura. Hippke je rekao:

U našem scenariju nominalne misije sonda bi trajala nešto manje od 100 godina ili otprilike dvostruko duže nego što su sada putovale sonde Voyager.

Ipak, isplata bi bila ogromna. Umjesto pucanja pored sustava (letjelica), u teoriji se autonomno, aktivno svjetlosno jedro - kako su to zamislili Heller i Hippke - moglo smjestiti u povezanu orbitu oko Alpha Centauri A - najveće tri zvijezde u sustavu Alpha Centauri - i možda istražiti njegove planete. Međutim, dvojica znanstvenika misle još veća. Njihova izjava je rekla:

Jedro bi se moglo konfigurirati tako da zvjezdani pritisak koči zvijezdu A i usmjeruje sondu prema Alpha Centauri B (drugoj najvećoj zvijezdi u sustavu), gdje bi stigao nakon samo nekoliko dana. Jedro bi se zatim usporilo i katapultiralo prema Proxima Centauri, gdje bi stiglo nakon 46 godina - oko 140 godina nakon što je krenulo sa Zemlje.

Ova animacija prikazuje ljuljačku #fotogravitacije na? Cen A, B i C međuzvezdnog jedra u stilu grafen: https://t.co/1DT6Nx33Ub pic.twitter.com/ZypTFAUWrk

- Ren Heller (@DrReneHeller) 1. veljače 2017

Proxima Centauri - najmanja od tri zvijezde u sustavu Alpha Centauri, i stvarna najbliža zvijezda Zemlji - izazvala je senzaciju u kolovozu 2016., kada je početkom 2016. godine pod pokroviteljstvom Europskog opservatorija Europske općine, započela promatračka kampanja pod nazivom Pale Red Dot. (ESO), pronašao je planet koji kruži oko njega. Ovo je Proxima Centauri b, koja je, čini se, tek nešto masivnija od Zemlje. Rasprostranjen je u naseljima Proxima Centauri, što znači da postoji mogućnost da tekuća voda postoji na njenoj površini. Voda je, naravno, preduvjet života kakav ga poznajemo. Heller je rekao:

Ovo otkriće potaklo nas je da razmislimo o mogućnosti zaustavljanja međuzvjezdanog svjetla velike brzine na Proxima Centauri i njegovom planetu.

Dvojica astronoma sada razgovaraju o svom konceptu s članovima Breakthrough Starshot Initiative, za koje kažu da duguju inspiraciju za svoje proučavanje. Heller je komentirao:

Naš novi koncept misije mogao bi dati velik znanstveni povratak, ali dobili bi ga samo unuci naših unuka. Starshot, s druge strane, djeluje desetljećima u vremenu i mogao bi se realizirati u jednoj generaciji. Tako da smo možda mogli identificirati dugoročan, prateći koncept za Starshot.

Pročitajte više o Hellerovoj i Hippkeovoj studiji putem Max-Plancka

Umjetnikova koncepcija nanostarstva "Breakthrough Starshot". 100-gigavatni snop zraka za pokretanje otprilike 1.000 ultra-lakih nano-brodova poput ove, do 20 posto svjetlosne brzine. Ova flota nanostarki mogla bi dostići tri zvijezde sustava Alpha Centauri u roku od oko 20 godina od lansiranja. Slika putem BreakthroughInitiatives.org.

Dno crta: Koristeći projekt Breakthrough Starshot kao svoju inspiraciju, dva su znanstvenika izračunala izvedivost punog kočenja - i ulaska u orbitu - oko zvijezda u sustavu Alpha Centauri.

Posjetite internetsku stranicu Jurija Milnera za proboj

Pročitajte o sustavu Alpha Centauri