Aplūkojot kosmiskā mērogā, cilvēce dzīvo uz neliela smilšu graudu, kas peld neiedomājami dziļā okeānā. Plašie kosmosa laukumi atdala pat tuvākās zvaigznes, nodrošinot, ka, ja kāda inteliģenta dzīves forma mēģina izplatīties visā galaktikā, tad tas nozīmīgi centīsies pārvarēt starpzvaigžņu jūras.
Kad mēs skatāmies uz zvaigznēm, cerot, ka mēs varēsim tos apmeklēt vienu dienu, daudzi apgalvo, ka starpzvaigžņu ceļojumi ir neiespējami. Galu galā tuvākā zināmā zvaigžņu sistēma ir vairāk nekā 4 gaismas gadu attālumā no Zemes.
Domājiet par brīdi: gaisma aizņems 8 minūtes un 20 sekundes, lai ceļotu no Saules virsmas uz mūsu planētas atmosfēru. Tāpēc, skatoties uz Sauli, ziniet, ka saules siltums, kas jūtaties uz jūsu sejas, ir devies 90 miljonu jūdžu garumā starpplanētu telpā un ieradies uz ādas gandrīz 9 minūtes vēlāk.
Bet gaisma aizņem apmēram četrus ar pusi gadus, lai ceļotu no mūsu Saules uz Alpha Centauri, tuvāko zvaigznes sistēmu ārpus mūsu Saules sistēmas, lai aptvertu 26 triljonus jūdžu attālumā starpzvaigžņu telpu. Tagad mums ir šāda mēroga ideja; ja mēs sūtām kosmosa kuģi uz Alpha Centauri, izmantojot mūsdienās pieejamos vilces paņēmienus, tas aizņemtu aptuveni 80 000 gadus. Tādēļ nav pārsteigums, ka mēs jūtam karantīnā starp kosmisko tukšumu.
Kā redzams, starpzvaigžņu ceļojums nav tik viegli izpildāms, un tas ir vēsturisks izaicinājums, un, lai to padarītu iespējamu, būs jāveic globāli centieni. Un arvien vairāk zinātnieku saprot, ka patiesībā tas ir pilnīgi iespējams.
Tātad, kad otrdien, kad Juri Gagarīna varonīgās atklāšanas 55. gadadiena notika kosmosā, tika izteikts paziņojums par Starshot izrāvienu, pasaule pēkšņi atklāja, ka ir grupa inženieru, zinātnieku, futūrologu un uzņēmēju, kas redz nākotni, kurā cilvēce uzņems šo svarīgo soli nezināmā dziļumā, nosūtot mazu pētniecības robotu floti šim "neiespējamajam" galamērķim - Alpha Centauri. Turklāt britu smagā teorētiskā fizika Stephen Hawking steidzina savus centienus, savukārt Krievijas miljardieris Yuri Milner projekta sākumā investē līdz 100 miljoniem ASV dolāru. Slavenie indivīdi, piemēram, Marks Zuckerbergs, ir direktoru padomē, un projektu vadīs bijušais NASA Ames pētniecības centra direktors Pete Warden. Tas, protams, nav pirmais projekts, lai izskatītu jautājumu par starpzvaigžņu ceļojumiem. Star-to-star lēciens ir bijis zinātniskās fantastikas sižetu pārtika jau daudzus gadu desmitus, bet pirmais nozīmīgais plāns radās Britu starpplānošanas biedrībā 1970. gados, kas noveda pie projekta Daedalus - milzīgs bezpilota starpzvaigžņu kuģis, kas bija tik liels kā Empire State Building. Liela daļa Daedalus masas radās milzīgā degvielas daudzuma dēļ, kas vajadzīgs, lai paātrinātu transportlīdzekli un bremzētu to, tiklīdz tas sasniedz savu galamērķi. Studējot starpzvaigžņu telpu, Daedalus nosūtīja spēcīgu signālu: sūtīt lielu kuģi vai pat nedomā par ceļošanu.
Šajā gadījumā kosmosa kuģis tiks uzsākts ar virkni kodolieroču sprādzienu, izmantojot aukstajā karā izgudroto metodi, kas pazīstama kā kustība sakarā ar kodolieročiem. Šī koncepcija ir devusi daudz, galvenokārt to, kas ir kļuvis par izrāvienu tehnoloģiju un milzīgu sasniegumu materiālu izpētes jomā nākotnē un kas ļāva izveidot šādu transportlīdzekli.
Pašlaik starptautiska zinātnieku un inženieru komanda turpināja Daedalus darbu, pārdomājot šo sākotnējo mēģinājumu bezpeļņas grupā Icarus Interstellar, kas sākās kā Icarus (Daedalus dēls) projekts. Tagad Icarus ir vairāki projekti, visi ar tādu pašu galīgo mērķi: virzīt cilvēci uz zvaigznēm un pārvarēt tehnoloģiskos un sociālekonomiskos šķēršļus.
Bija vairāki nopietni finansēti centieni turpināt attīstīt starpzvaigžņu tehnoloģiju, bet tas mainījās 2011. gadā, kad ASV pētniecības aģentūra DARPA un NASA ziedoja $ 500,000, lai uzsāktu 100 gadus veco Starship projektu, kuru vada bijušais NASA astronauts Mae Jemison. Bet starpzvaigžņu kopiena nekad nav redzējusi tik milzīgu finansiālu atbalstu, kas rada Starshot izrāvienu - faktu, kas satrauca starpzvaigžņu zinātniskās kopienas locekļus. "Tas ir pārsteidzošs," teica Andreas Tziolas, Icarus Interstellar līdzdibinātājs un prezidents Discovery News.
Icarus Interstellar mērķa atslēga ir centieni panākt mieru, lai iepriecinātu starpzvaigžņu izpēti. Šādos neskaitāmos vēsturiskos piemēros cilvēce spīd, kad tā šķērso robežas, un ar tādiem augstiem mērķiem var radīt izrāvienu vai „izrāvienu” tehnoloģijas.
Ievērojami piemēri ir kosmosa sacensības, kad politiskie ideāli piespieda ASV un Padomju Savienību orbītā un pēc tam 1969. gadā nolaidās uz Mēness. Tehnoloģijas, kas izstrādātas, lai iegūtu galīgo militāro pārākumu, ir nogatavojušās, lai dotu mums kosmosa tehnoloģijas, kuras mēs šodien uzskatām par pašsaprotamām.
Bieži vien jaunajām tehnoloģijām, kas izstrādātas ceļā uz lielu mērķi, ir pieteikumi, kas sākotnēji var izrādīties nepiedienīgi, bet to neparedzēta izmantošana šī mērķa sasniegšanai var pārveidot mūsu planētu, sākot no tīru enerģijas avotu izstrādes līdz meklēšanai, kā palēnināt un, iespējams, mainīt klimata pārmaiņas.
Parasti radās problēmas jaunu tehnoloģiju jomā, lai atrisinātu šo problēmu, un Tziolas spēja noteikt nopietnas problēmas, kas Starshot projektam būs jāsaskaras gandrīz nekavējoties.
Starshot galvenā ideja ir izveidot nelielu kosmosa kuģi, kas izmantos lāzera impulsu, lai paātrinātu to līdz 20 procentiem no gaismas ātruma. Starshot galvenais mērķis ir panākt Alpha Centauri vienu paaudzi. Šiem kosmosa kuģiem, kas pazīstami kā "nanocraft", būs jāpārvietojas 1000 reizes ātrāk nekā cilvēcei uzceltais ātrākais kosmosa kuģis. New Horizons - NASA kosmosa kuģis, kas lidoja pagātnē Plutonā 2015. gadā, izlauzās caur ārējo saules sistēmu ar ātrumu 770 000 jūdzes dienā. Voyager-1 kosmosa kuģis lidoja vēl ātrāk, aptverot gandrīz miljonu jūdžu dienā. Lai gan Alpha Centauri ir tikpat ātri kā New Horizons un Voyager-1, tas nav sasniedzis savu galamērķi desmitiem tūkstošu gadu. Interesanti atzīmēt, ka Voyager-1 tagad ir starpzvaigžņu zonde, kas atstājis mūsu Saules heliosfēras magnētisko burbuli un pašlaik ir vienīgais starpzvaigžņu kosmosa kuģis. Bet, ņemot vērā, ka kosmosa kuģis, kas darbināms ar kodolenerģiju, tika uzsākts 1977. gadā un gandrīz četras desmitgades pavadīja tikai, lai sasniegtu starpzvaigžņu telpu, mums ir jāpārvietojas ātrāk. Daudz ātrāk.
Un Starshot komanda to saprot un devās miniaturizācijas ceļā, lai izveidotu mazu kosmosa kuģu floti, kas katrs sver ne vairāk kā gramu. Protams, visu instrumentu, kas nepieciešami, lai mazā kosmosa kuģis darbotos un kontrolētu šādu vadāmu skatienu, iesaiņošana var šķist muļķīgi, bet visi šie pētījumi pārvērš paradigmu no vairuma citu starpzvaigžņu koncepciju. Tie būs mazi roboti, kas aprīkoti ar kamerām, sensoriem un navigācijas iekārtām, kas piestiprinātas pie plānas un vieglas bura, kas izmantos jaudīgu virszemes lāzera spēku, lai lidotu no Saules sistēmas uz Alpha Centauri.
Bet, kā norāda Tziolas, lai gan lāzertehnoloģijas strauji virzās uz priekšu, ir grūti iedomāties, kāda materiāla pamatā būs nanocraft. Pat ja to lāzera buras atspoguļo lielāko lāzera enerģiju, kas uz tiem attiecas, būs milzīga apkures problēma. Atklāti sakot, nanocraft tiks sadedzināts ar hipotētisku 100 gigavatu lāzeru, ja siltums netiek efektīvi izstarots. Bet, lai izstarotu siltumu, nanocraftam būs nepieciešami radiatori, kas palielinās masu.
"Bez dzesēšanas šķidruma jums ir jāizstaro (siltums) atpakaļ kosmosā, un vienīgais veids, kā to izdarīt, ir izmantot mikroviļņus, un vienīgais veids, kā to izdarīt, ir palielināt virsmas laukumu," teica Tziolas. "Tātad jums ir vajadzīgi radiatori, kas izstaro siltumu un kas palielina svaru ... radiatori var būt metāla loksnes." Varbūt tā ir viena no problēmām, kas rodas, ja rodas jaunas tehnoloģijas? Var izstrādāt ļoti vieglus, augstas temperatūras, viegli atdzesētus materiālus, kuriem varētu būt daudz pielietojumu kosmosā un rūpniecībā. Kas zina.
Pieņemot, ka šos nanocraftus var sākt un nosūtīt ārpus Saules sistēmas, tiem jābūt ļoti izturīgiem un elastīgiem. Bet 20 gadi ir ilgs laiks kosmosā, un, lai gan starpzvaigžņu vide ir diezgan tukša saskaņā ar Saules sistēmas standartiem, šie transportlīdzekļi var saskarties ar kaut ko, pat vismazākie putekļu graudi 20 gadu garumā var ietekmēt jebkuru sastāvdaļu, tāpat kā ātrgaitas lode sagrauj porcelāna tasi. Neaizmirsīsim, ka šie nanocraftā būs 20 procenti gaismas ātruma - vairāk nekā 130 miljoni jūdžu stundā. Lai gan tie ir mazi, viņiem būs vajadzīga aizsardzība? Varbūt, bet tas vēl vairāk palielinās to svaru, galu galā palēninot to.
Saskaņā ar pašreizējo plānu misijas neveiksmi mazinās, nosūtot milzīgu daudzumu nanocraftu misijai. Kaut arī daudzi nanocraft var iet bojā, daži var nonākt galamērķī.
Tātad savienojumam ir uzgriežņi un skrūves. Šīs ir nepieciešamās lietas, lai nosūtītu nelielu kosmosa kuģi citai zvaigznei, bet kas ir, ja mēs nevaram redzēt attēlus? Šim nanocraftam ir vajadzīgi raidītāji, lai nosūtītu mājas datus, bet cik spēcīgi šie raidītāji ir?
„Manuprāt, liela problēma ir komunikācija,” sacīja Roberts Freelands, Icarus projekta vadītāja vietnieks. “Vairāki Icarus projekta komandas locekļi pagājušajā gadā vairākus mēnešus iztērēja Icarus kuģu sakaru sistēmu. Jāatzīst, ka Icarus datu pārraides ātrums ir vairāki lielāki par projektu, jo Icarus ir izstrādāts, lai pilnībā palēninātu Alpha Centauri un izveidojot staciju ilgtermiņa detalizētiem novērojumiem. " Freeland norāda, ka nanocraft Starshot ir paredzētas vienkāršai pārejai no Alpha Centauri, nenonākot orbītā - galvenā priekšrocība, lai padarītu tos mazus un vieglus. Lidojuma laikā viņiem vajadzēs veikt ātru novērojumu sēriju, pēc tam pēc kāda laika nosūtīt datus mājās. Bet vājināšanās (signāla kvalitātes zudums) milzīgā starpzvaigžņu distancē var būt problēma ar mazjaudas raidītāju, kas iepakots šādā sīkā kuģī.
"Ja tas tā ir, tad ir argumenti par labu lielākiem zondēm ar lielākiem barošanas avotiem," viņš piebilda. "Dodiet man kilogramu kravas, un problēma kļūst nedaudz vienkāršāka. Bet, palielinot slodzi par 1000 reizēm, būs nepieciešama lielāka lāzera kombinācija, lielāks bura, garāks paātrinājuma laiks vai zemāks maksimālais ātrums."
Tad problēmas, šķiet, strauji vairojas.
Kas par navigāciju? Protams, nanocraftam var būt niecīgas kameras, kas var darboties kā zvaigžņu virziena meklētāji, orientējot tos uz pareizo ceļu, bet kā mēs zinām, kad viņi sasniedz Alfa Centauri? Ja jūs ņemat momentuzņēmumus hipotētiskām planētām, kas orbitē zvaigzni, kā šīs zondes zina, kur (un kad) tas ir jādara? Vienmēr paturiet prātā, ka, lai nosūtītu datus atpakaļ, nanocraftam ir nepieciešami aptuveni 4 gadi, un mums ir jānosūta komanda "tikšanās" 4 gadus pirms zondes sasniedz Alpha Centauri! Iespējams, ka pirms uzsākšanas mums būs kosmosa teleskopi, kas precīzi noteiks eksoplānus Alpha Centauri sistēmā, un šiem nanoprobiem būs sava veida mākslīgais intelekts, lai palīdzētu viņiem attīstīt orbītas pēc ierašanās.
Kā ar praktiskiem jautājumiem par spēcīgu lāzeru uz Zemes, spīdot caur atmosfēru? Vai tas varētu būt bīstams dabas, gaisa satiksmes un (iespējams) kosmosa lidojumiem? Varbūt mums būtu jāpārskata plāns šīs lāzera izvietošanai uz Zemes, varbūt mums vajadzētu atrast veidu, kā to pamatot kosmosā. Kā ar Mēness? Problēmas un acīmredzami aizliegumi ir bagāti, bet vismaz tas ir sākums. Pirmo reizi, šķiet, ir globāla interese sasniegt zvaigznes, un tas sākas ar ievērojamu naudas summu, kas tiks izmantota, lai panāktu milzīgu progresu starpzvaigžņu zinātnē. Visbeidzot, Starshot misiju pat nevar saukt par plānu, tas ir sākumpunkts, bet starpzvaigžņu zinātnei ir vajadzīgi šādi ieguldījumi, vismaz lai pārbaudītu teoriju un strādātu ar jaunām problēmām.
"Mums ir jāsāk kaut kur ... interese par starpzvaigžņu inteliģenci, par to mēs cīnījāmies," teica Tziolas. "Šis ir viens no Icarus Interstellar uzdevumiem, lai padarītu starpzvaigžņu izpēti parastu, lai palielinātu izpratni."
Tādas grupas kā Icarus identificēs problēmas un izstrādās risinājumus, atrodot jaunas tehnoloģijas, kas varētu mainīt mūsu dzīves veidu. Tā kā komerciālo telpu interešu pieaugums Amerikas Savienotajās Valstīs atbalsta kravu piegādi Starptautiskajai kosmosa stacijai un satelītu palaišanu orbītā, mēs varam redzēt nozares attīstību progresīvās dzinējspēka tehnoloģijās, kas var piesaistīt biznesu un iedvesmot bērnus sākt izglītību zinātnē un tehnoloģijā.
Bet ir vairāki galvenie iemesli, kāpēc cilvēcei būtu jādod motivācija burāt starpzvaigžņu jūrās. Stephen Hawking ir tiešs cilvēces virziena atbalstītājs uz zvaigznēm, ja mūsu planēta neizdosies nākotnē. "Zeme ir lieliska vieta, bet tā nevar ilgt mūžīgi," viņš teica Starshot paziņojumā presei. "Agrāk vai vēlāk mums ir jāskatās uz zvaigznēm. Starshot sasniegums ir ļoti aizraujošs pirmais solis ceļā."
Lai gan Zemes iznīcināšana noteikti ir motivācijas faktors, es piekrītu, ka mēs kā suga esam motivēti izpētīt mūsu pasaules un mūsu intelekta robežas. Veicot iniciatīvu kosmosā, izpētot jaunas pasaules mūsu Saules sistēmā un cenšoties uz zvaigznēm, mēs atklājam mūsu sugas labākās īpašības ilgam ceļojumam, kas var palīdzēt mums saprast mūsu vietu kosmosā.
