Войти

100 миллионов лазеров: как долететь до Альфы Центавра

5429
0
0
Breakthrough Starshot
Breakthrough Starshot.
Источник изображения: Australian National University

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.

В нем нанозонд размером 3,5 на 3,5 сантиметра и весом около грамма, оснащенный сенсорами, камерой, радиоантенной и ускорителями, будет соединен с солнечным парусом размером четыре на четыре метра, толщиной 100 нанометров и массой в грамм.

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.

Каждый комплекс будет состоять из тысячи секторов по тысяче модулей, в каждом из которых будет по 100 лазеров. Каждый из таких лазеров с длиной волны в 1064 нанометра будет испускать киловатт оптической 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.

Путешествие к Альфе Центавра с помощью обычных способов перемещения займет около 100 лет. Добраться же до Альфы Центавра с помощью космического парусника на фотонном двигателе предполагается за 20 лет со скоростью в 20% от световой.

«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

Права на данный материал принадлежат
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 01.06 02:14
  • 9028
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 01.06 00:59
  • 1
Ответ на "Ковальчук: москитный флот для РФ имел бы преимущества перед большими кораблями"
  • 31.05 21:07
  • 6
SCMP: Эксперты предполагают, что секретный китайский истребитель J-36 не предназначен для ведения воздушного боя
  • 31.05 20:29
  • 1
У России есть стратегический резерв для отражения атак украинских БПЛА
  • 31.05 20:07
  • 1
Запущенная с "Иноходца" ракета Х-БПЛА (ТКБ-1030) сожгла бронемашину ВСУ
  • 31.05 20:01
  • 1
На Западе у российского ударного «Охотника» обнаружили «неожиданную проблему»
  • 31.05 13:18
  • 67
Какое оружие может оказаться эффективным против боевых беспилотников
  • 31.05 06:44
  • 102
Будущее за тяжелыми "противоснарядными" БМП весом в 55 тонн
  • 31.05 05:38
  • 0
Ответ на "Полковник раскрыл особенности ударивших по Украине российских «Калибров»"
  • 31.05 02:21
  • 1
Шойгу: вооружение РФ прошло испытание боем и крайне востребовано в мире
  • 30.05 21:09
  • 0
Еще одна "не самая новая" статья о флоте (о ЧФ)
  • 30.05 18:54
  • 0
По поводу "У России есть стратегический резерв для отражения атак украинских БПЛА"
  • 30.05 16:42
  • 32
Российский сверхзвуковой пассажирский самолет — преемник Ту-144 — будет летать со скоростью 2500 км/ч на расстояние свыше 8500 км
  • 30.05 13:19
  • 1
Медведев: в воинские части с начала года прибыли почти 175 тыс. военнослужащих
  • 30.05 06:35
  • 11
Зачем и без того мощной авиационной ракете «ядерная» модернизация?