У Каліфорнійському університеті в Санта-Барбарі дослідники групи експериментальної космології UCSB (ЕКГ) зараз працюють над способами досягнення мрії про міжзоряний політ. Під керівництвом професора Філіпа Любіна група присвятила значну кількість зусиль для створення міжзоряної місії, що складається з легкого вітрила спрямованої енергії та космічного апарату вафельних масштабів (WSP).
Якщо все піде добре, цей космічний корабель зможе досягти релятивістських швидкостей (частина швидкості світла) і здійснити його до найближчої зіркової системи (Проксима Центавра) протягом нашого життя. Нещодавно ЕКГ досягла важливої віхи, успішно випробувавши прототип версії свого вафельного літального апарату (він же "StarChip"). Це полягало у відправці прототипу через повітряну кулю в стратосферу для перевірки його функціональності та працездатності.
Запуск був проведений у співпраці з Військово-морською академією США в Аннаполісі 12 квітня 2019 року. Ця дата була обрана таким, щоб збігатися з 58-річчям орбітального космічного польоту російського космонавта Юрія Гагаріна, що зробило його першою людиною, що вирушила в космос . Тест полягав у запуску прототипу на борт повітряної кулі на висоту 32 000 м (105 000 футів) над Пенсільванією.
Як пояснив професор Любін в інтерв'ю UCSB Поточний:
"Це частина процесу побудови на майбутнє, і ви одночасно тестуєте кожну частину системи, щоб її вдосконалити. Це частина довгострокової програми з розробки мініатюрних космічних кораблів для міжпланетних і, зрештою, для міжзоряних польотів. "
Ідея StarChip проста. Скориставшись прогресом у мініатюризації, усі необхідні компоненти дослідницької місії могли бути встановлені на космічному кораблі розміром з людську руку. Компонент вітрила базується на концепції сонячного вітрила та розробках, виготовлених з легких матеріалів; і разом вони додають до космічного корабля, який міг би прискорити до 20% швидкість світла.
Заради цього польоту наукова команда, яка його створила, поставила StarChip за допомогою серії тестів, призначених для оцінки його продуктивності в космосі та здатності досліджувати інші світи. Окрім того, як бачити, як вона спрацьовує у стратосфері Землі (утричі вище, ніж робоча стеля літаків), прототип зібрав понад 4000 зображень Землі. Як пояснив Нік Руперт, інженер-розробник в лабораторії Любіна:
"Він був розроблений таким чином, щоб мати багато функцій значно більших космічних апаратів, таких як зображення, передача даних, включаючи лазерну комунікацію, визначення ставлення та зондування магнітного поля. Завдяки швидкому просуванню мікроелектроніки, ми можемо скоротити космічний корабель у набагато меншому форматі, ніж це було зроблено раніше для спеціалізованих програм, таких як наш ».
У той час як StarChip безперешкодно виконував цей рейс, попереду є величезні технічні перешкоди. Враховуючи відстані, що займаються - 4,24 світлових років (40 трлн км; 25 трлн миль) - і той факт, що космічному апарату знадобиться досягти частки швидкості світла, технологічні вимоги викликають непросто. Як сказав Любін:
«Звичайне хімічне рушійне утворення, наприклад, таке, яке завело нас на Місяць майже 50 років тому до цього дня, зайняло б майже сто тисяч років, щоб дістатися до найближчої зоряної системи, Альфа Кентавра. І навіть вдосконалене приведення в рух таких двигунів, як іонні двигуни, зайняло б багато тисяч років. Існує лише одна відома технологія, яка здатна дістатися до сусідніх зірок протягом життя людини, яка використовує світло як систему руху. "
Однією з найбільших проблем на даний момент є побудова наземного лазерного масиву, який би міг прискорити лазерне вітрило. "Якщо у вас достатньо великий лазерний масив, ви можете фактично натиснути на пластини лазерним вітрилом, щоб досягти нашої мети 20 відсотків швидкості світла", - додав Руперт. "Тоді ви були б у Альфа-Кентаврі приблизно через 20 років".
З 2009 року експериментальна космологічна група UCSB досліджує та розробляє цю концепцію в рамках програми розширених концепцій NASA під назвою Starlight. Починаючи з 2016 року, вони отримали значну підтримку від «Проривних ініціатив» (неприбуткової програми освоєння космосу, створеної Юрієм Мілнером) в рамках програми «Прорив Зірки».
Замість того, щоб створити єдиний космічний корабель, команда сподівається, що їх дослідження приведуть до створення сотень і навіть тисяч плавзасобів, які могли б відвідувати екзопланети в сусідніх зіркових системах. Ці космічні апарати не зможуть уникнути потреби в ракетному паливі і зможуть здійснити подорож протягом кількох десятиліть, а не через століття чи тисячоліття.
У цьому відношенні ці космічні апарати змогли б виявити, чи існує життя поза Землею у наші життя. Ще один цікавий аспект проекту UCSB включає пересилання життя із Землі на інші екзопланети. Зокрема, тардигради та нематода c.
Цей аспект їх плану не відрізняється від пропозиції доктора Клавдія Гроса з Інституту теоретичної фізики університету Гете. У відповідній назві "Проект генезу", пропозиція закликає космічні апарати, що приводяться в дію спрямовані енергією, щоб подорожувати до інших зіркових систем і висаджувати будь-які "тимчасово проживаючі" екзопланети, які там є. Коротше кажучи, життя отримає прискорене стартування на планетах, які є мешкаючими, але не заселеними.
Як пояснив Девід Маккарті, аспірант кафедри електротехніки та обчислювальної техніки UCSB, добиратися до того, що все можливо, є дуже ітераційним процесом. "Сенс побудови цих речей - знати, що ми хочемо включити у наступній версії, у наступній чіпі", - сказав він. "Ви починаєте з нестандартних компонентів, тому що ви можете швидко і недорого переробити."
Після завершення цього висотного випробування група UCSB прагне здійснити перший суборбітальний політ наступного року. Тим часом, прогрес в кремнієвій оптиці та інтегрованій фотографії вафельних шкал - частково завдяки дослідженням, проведеним відділом електротехнічної та комп'ютерної інженерії UCSB - знижує витрати на масове виробництво цих крихітних космічних апаратів.
Окрім міжзоряних подорожей, ця технологія може полегшити швидкі, недорогі місії на Марс та інші місця в Сонячній системі. Професор Любін та його колеги-дослідники також витрачали роки на дослідження додатків для планетарної оборони від комет, пом'якшення космічного сміття, прискорення супутників на орбіті Землі або віддаленого живлення віддаленими заставами Сонячної системи. Що стосується спрямованої енергії, можливості дійсно приголомшливі.
