5.3K
Когда зонд мчится на скорости равной одной пятой скорости света, даже небольшое столкновение может ему навредить. Теперь благодаря новому исследованию, возглавляемому знаменитым астрофизиком Ави Лебом, мы точно знаем насколько. Команда, которая работает над проектом по отправке крошечных космических кораблей к звездам, подсчитала возможный ущерб от столкновения с крошечной пылинкой.
Breakthrough Starshot – амбициозный проект по запуску зондов массой чуть более нескольких граммов на межзвездной скорости с помощью лазеров. Цель состоит в том, чтобы добраться до системы Альфа Центавра всего за 20 лет и получить хоть какие-то данные.
Когда миллиардер Юрий Мильнер в этом году объявлял о проекте Breakthrough Starshot, он сказал, что перед командой научных консультантов стоит около 20 задач, которые необходимо решить для успешной миссии, и инвестировал в проект 100 миллионов долларов. Полная миссия оценивается в миллиарды долларов.
И вот, Ави Леб из Гарвардского университета (США), возглавляющий научную группу Мильнера, завершил первое из этих исследований, рассмотрев последствия столкновения зонда в межзвездной среде с пылью и газом.
Обычно пылинки отскакивают от корабля, однако микрометеороиды, как известно, могут нанести вред телескопам и Международной космической станции. Проблема в том, что зонды, которые планируется запускать в рамках проекта Breakthrough Starshot, будут мчаться на одной пятой скорости света. Это означает, что кинетическая энергия, высвобожденная при столкновении даже с небольшой пылинкой, будет огромна.
Планируемые космические корабли по сути будут представлять из себя небольшие печатные платы, в основном состоящие из графита и кварца. В связи с этим команда изучила воздействия именно на эти материалы. Ученые обнаружили, что межзвездная пыль столкнется с зондом как набор тяжелых атомов, а не как одна частица, а значит они будут бомбардировать поверхность, разогревая ее и образуя «сколы». Встреча с одним зерном размером чуть больше одной сотой доли миллиметра будет смертельной для зонда. Однако, не стоит отчаиваться, астрономические наблюдения показывают, что большая часть зерен значительно меньше «критической». Что касается газа, то он нанесет гораздо меньше вреда, так как состоит из более легких элементов. В любом случае это будет тернистый путь. В зависимости от конфигурации зонда за время полета к Альфа Центавра он может повредить до 30% объема. Так как же решить эту проблему?Команда Леба предлагает добавить защитный графит к передней части зонда, чтобы он действовал как щит, сохраняя в безопасности электронику. Но дело в том, что масса является ключевым параметром. Космические корабли будут оборудованы зеркальной поверхностью, которая будет обстреливаться лазерами для придания ускорения. Предлагаемая защита добавит массу кораблю и для набора необходимой скорости потребуется больше энергии.
«Эрозия поверхности твердого тела на такой скорости будет серьезной проблемой. Вполне возможно, что первый зонд не долетит. Но успех или неудача научит нас большему. К тому же, мы получим огромное количество информации о межзвездной среде и в конце концов построим звездолет, который достигнет цели», – прокомментировал исследование Иэн Кройфорд из Лондонского университета Биркбек (Великобритания).
Сам Ави Леб считает, что честный научный подход – единственный способ продолжать движение к поставленной цели. «Реальность кусается, если ты ее игнорируешь. Очень важно распознать будущие трудности и попытаться найти решение», – заключил астрофизик.