Ученые рассчитали, как долететь до ближайшей звезды при помощи лазеров
Достичь Альфы Центавра - ближайшей «соседки» Солнечной системы - всего за 20 лет космическому паруснику программы Breakthrough Starshot поможет фотонный двигатель из 100 миллионов лазеров. Австралийские исследователи придумали, как ускорить межзвездный наноспутник. Подробнее об их идее - в материале "Газеты.Ru".
Ученые из Австралийского национального университета предложили способ запуска для космического парусника к ближайшей звезде в рамках проекта Breakthrough Starshot. По их задумке, придать необходимую скорость аппарату поможет фотонный двигатель - система, суммарно включающая в себя до 100 миллионов лазеров. Свои расчеты исследователи представили в Journal of the Optical Society of America B.
В 2015 году основатель Mail.Ru Group, предприниматель Юрий Мильнер совместно с супругой учредил программу научных и технологических исследований проблемы жизни во Вселенной Breakthrough Initiatives. В рамках этой программы вручается научный «Оскар» Breakthrough Prize, в рамках проекта Breakthrough Listen ведется поиск внеземной жизни.
Еще одним проектом Breakthrough Initiatives является проект Breakthrough Starshot, целью которого является доказать возможность межзвездного полета в течение жизни одного поколения. Для этого был выбран концепт космического парусника StarChip.
Сама идея такого паруса - приспособления, использующего для движения давление света - не нова: ее впервые выдвинул Константин Циолковский, а теоретически обосновал один из пионеров ракетостроения Фридрих Цандер. Такие аппараты уже существуют: в 2010 году был запущен японский IKAROS, США отправили в космос LightSail-1 и LightSail-2.
Теперь австралийские ученые предложили способ ускорить космический парусник с геостационарной орбиты с помощью гигантской сети лазерных комплексов. «Программа Breakthrough Starshot предполагает, что необходимая оптическая мощность (для придания необходимой скорости аппарату - «Газета.Ru») составляет около 100 гигаватт" - рассказал один из исследователей Роберт Уорд. По его словам, приблизиться к подобным цифрам будет непросто - в настоящее время самые большие батареи обладают 100-кратно меньшими объемами энергии.
По сделанным ранее предварительным оценкам, стоимость такой системы может достигнуть восьми миллиардов долларов, а стоимость самой операции по ускорению - около шести.
Однако при работе такой лазерной установки необходимо учитывать влияние земной атмосферы. «Атмосфера искажает исходящий луч лазера, заставляя его отклоняться от требуемого направления, - отметил другой исследователь, профессор Майкл Айрленд. - Наше решение предполагает использование лазерной опорной звезды. В нем небольшой спутник будет направлять лазер на решетку с земной орбиты. По мере того, как свет опорной звезды будет идти к Земле, он будет помогать измерять вызванные атмосферой искажения. Мы разработали алгоритм, который позволит использовать эту информацию для заблаговременной корректировки».
Кроме того, необходимо учитывать и отклонение самих лучей лазеров. «Мы используем случайный цифровой сигнал для кодирования измерений каждого из лазеров и последующей их расшифровки. Это позволяет нам выбирать из огромной кучи информации только те измерения, которые нам необходимы. После этого мы можем сузить проблему до небольших комплексов», - рассказал еще один член исследовательской группы Пол Сибли.
«Во время облета Альфы Центавры он (парусник - «Газета.Ru») сделает снимки и проведет измерения, которые затем будут переданы на Землю», - рассказал ведущий автор исследования Чатура Бандутунга. Предполагается, что через пять лет после проведения измерений астрономы получат данные о спутнике Проксимы Центавра - Проксиме Центавра b, равно как и других экзопланетах в системе, если те будут обнаружены.
Однако, подчеркивают ученые, их разработка, как и сам парусник, пока представляют из себя лишь концепт. «Несмотря на то, что мы уверены в дизайне нашей разработки, проверить ее еще лишь предстоит. Следующим шагом станет испытание основных структурных элементов в контролируемых лабораторных условиях. Среди них концепты сочетания малых комплексов лазеров и алгоритмы атмосферной коррекции», - отметил Бандутунга.
Дмитрий Юрьев