Prielomový svetelný lúč Starshot je skutočne milión laserov, čo je šialené

Cieľom iniciatívy Prielom Starshot za 100 miliónov dolárov je hľadať Alpha Centauri (najbližší hviezdny systém na Zemi, vzdialený len 4,37 svetelných rokov) pre obývateľné svety a mimozemský život. Ak ste v oblasti vesmírnej vedy, potom viete, že ide o pomerne logické rozšírenie výskumu exoplanetov a v súlade so štipendiom pri hľadaní mimozemského života. To, čo robí iniciatívu Starshot odvážnou, je to, čo vyžaduje kozmická loď cestovať cez bilión míľ, plávajúcich na 100 gigawattovom laserovom lúči a lightsails. Tento kúsok je - mierne povedané - komplikovaný.

Existuje mnoho otázok o tom, ako tím Breakthrough Starshot bude ťahať celú vec a veľa veľmi zaujímavých odpovedí. Ale keď príde na lightsails, odpovede začnú byť dosť tenké. Konsenzus vo vedeckej komunite je, že všetky technologické prekážky spojené s projektom, vytvorenie dostatočne silný svetelný lúč je najvýznamnejší.

Milner a spoločnosť chcú vybudovať kilometer širokú škálu laserov (ako tisíce a tisíce a tisíce z nich) vo vysokej nadmorskej výške a pravdepodobne v púšti. Potom, keď nastane čas posunúť nanočlánok do Alpha Centauri, majú v pláne prepnúť prepínač na streľbu 100 gigawattového lúča, ktorý vystrelí z kozmickej lode na pätinu rýchlosti svetla. Ak by to fungovalo, naše nanokrafty by zasiahli do okraja Alpha Centauri do 20 rokov.

Seth Shostak, riaditeľ Centra výskumu SETI na Inštitúte SETI, nazýva „super-duperový laser“ ambicióznym návrhom, ale tiež hovorí obrátený myšlienka tam bola nejakú dobu. Vedci uvažujú o laserových propulzných metódach - nedávno predstavili, ako by takýto systém mohol dostať kozmickú loď na Mars za tri dni.

A taká myšlienka má nikdy z niekoľkých dôvodov. Jedným z nich sú náklady. Jediný gigawatt môže napájať 700 000 domácností. To je veľa energie a nie je to lacno. Takže si predstavte, že sa pokúsite napájať 100-gigawattový systém na 20 rokov. Nemusíte vedieť nič o energetickej účinnosti, aby ste vedeli niečo také - so súčasnou technológiou, tak či tak - bude stáť viac ako HDP všetkých národných štátov.

Druhou je sila. Výskumný pracovník NASA Eduardo Bendek, ktorý študoval Alpha Centauri takmer celú svoju kariéru a pracuje na návrhu na vyslanie vesmírneho teleskopu na štúdium regiónu, si myslí, že najväčším problémom za Starshotom je zistiť, ako sa vyhnúť „odparovaniu kozmickej lode“. so svetelným lúčom. Nanokraft je len niekoľko gramov hmoty. Je veľmi vysoká pravdepodobnosť, že ich vypálenie na 100 gigawattový laser by spôsobilo, že sa vyparia. Bendek cituje predchádzajúci experiment v Lawrence Livermore National Laboratory, ktorý začal termonukleárnu reakciu pomocou lasera s zlomkom tejto sily. „Neviem, ako na to prídu,“ hovorí.

Spoločnosť Starshot tento záujem uznala, ale neuviedli podrobnosti o tom, ako presne budú stavať pevné nanocraft. Môže to byť preto, že majú ešte jednu naliehavejšiu snahu najprv zistiť - ako presne sa vám tento svetelný lúč stane takýmto silným.

David Kipping, astronóm na Kolumbijskej univerzite, hovorí, že práve teraz môžeme stavať len jednotlivé lasery, ktoré sú maximálne na jednom megawatte. Ako to vie? Kipping a jeho kolega nedávno napísali dokument, ktorý navrhol vybudovať laserový systém, ktorý by mohol zamaskovať Zem pred inteligentnými mimozemšťanmi, ktorí hľadajú iné formy života. Aj keď najjednoduchšie maskovacie zariadenie v tomto papieri vyžaduje niečo okolo 30 megawattov, požiadavky na výkon stále bežali nad rámec toho, čo dokáže jediný laser. Jeden megawattový laser je v súčasnosti na okraji našej technickej kapacity, čo znamená, že generovanie výkonu 100 gigawattov by vyžadovalo rad miliónov laserov.

Shostak rýchlo poukazuje na to, že ako rýchlo postupuje technológia, nie je nemysliteľné, aby sa výkon lasera mohol každých päť rokov zdvojnásobiť. Za pouhých 10 rokov by sa mohol vyrobiť 100 gigawattový svetelný lúč len s jednou štvrtinou laserov, ktoré dnes potrebujeme. To je ešte veľa zatratených laserov

Kippingov návrh priniesol alternatívne využitie pre hlavný laserový systém: pôsobil by ako maják na pomoc mimozemšťanom nájsť nami, Niečo také mohutné, ako nám svetelný lúč Starshot mohol teoreticky pomôcť zahaliť planétu, ale vytláčanie predmetov do vesmíru by nám prezradilo našu prítomnosť. Okrem toho Kipping hovorí, že technológia Starshot by pravdepodobne viedla k tomu, čo sa nazýva „únik laserom“, ktorý sa nedá udržať. Toto prebytočné svetlo by pôsobilo ako táborák vyžarujúci v lese počas noci. Aj keby nanocraft nemohol nájsť niečo v Alpha Centauri, Starshot by mohol nakoniec dosiahnuť svoj cieľ tým, že by nám priniesol cudzincov.

Je zrejmé, že do návrhu svetelného lúča sa musí dostať veľa práce predtým, než sa priblížime k malej verzii, v ktorej sa stavia. Kipping však zdôrazňuje, že bodom nie je nazývať nič nemožné. „Nemali by sme sa na to navzdory výzvam,“ hovorí. „Lasery budú takmer bezpochyby dôležitou súčasťou toho, ako budeme vykonávať cestovanie vesmírom a zlepšovať naše životy aj na Zemi. Myslím, že je skvelé, že túto myšlienku berieme vážne. “