"Цей вітрило можна виготовити з графена - вкрай тонкою, легкою і при цьому дуже міцною плівки з вуглецю. Її ще належить виготовити і покрити светоотражающим матеріалом, проте багато великі звершення в історії людства стали можливими завдяки тому, що ми подолали непереборні перешкоди.
Найближчим часом ми можемо вступити в епоху, коли людство покине свою зоряну систему і почне вивчати екзопланети за допомогою таких зондів ", - заявив Рене Хеллер (Rene Heller) з Інституту вивчення сонячної системи в Геттінгені (Німеччина).
Зоряний плащ проти зіркової пращі
Її суть полягає в тому, щоб відправляти до далеких планет не класичний космічні кораблі, а надзвичайно легкі і плоскі структури із світлоповертального матеріалу, які будуть розганятися до близькосвітлових швидкостей за допомогою потужного орбітального лазера.
Подібний міжзоряний "вітрильник", за розрахунками американських фізиків, зможе досягти альфи Центавра за 20 років, і буде здійснювати перельоти між Марсом і Землею всього за три доби без корисного навантаження і за місяць при навантаженні в 10 тонн. Головною проблемою і в тому і в іншому випадку буде гальмування зонда - поки у придумала його команди немає ідей, як зробити зупинку лазерного "парусника" безпечною.
З цієї причини учасники проекту Breakthrough Starshot планують провести цю місію подібно до того, як пройшло зближення зонда New Horizons з Плутоном: флот з мікроскопічних зіркових "вітрильників", запущених за допомогою лазерів, просто пролетить повз альфи Центавра і спробує відправити на Землю її фотографії.
Два відомих німецьких астронома, Хеллер і Міхаель Хіппке (Michael Hippke), пропонують альтернативний варіант подорожі до Альфи Центавра, яке затягнеться на довший термін, але дозволить відправити в 10 разів більше вантажу, вийти на орбіту цієї потрійний зоряної системи і, при бажанні, повернутися назад на Землю.
Ключем до реалізації цього завдання є гігантський сонячний парус площею приблизно в 100 тисяч квадратних метрів, виготовлений з надлегкого матеріалу - графена, волокна з нанотрубок або інших "плоских" субстанцій. За розрахунками Хіппке і Хеллера, подібна структура, еквівалентна по площі двом пірамідам Хеопса або дюжині футбольних стадіонів, зможе розігнати микрозонд масою в 10 грам до швидкості приблизно в 20% від швидкості світла.
Таке вітрило зможе досягти альфи Центавра приблизно за 90 років, зблизившись з альфою Центавра А, найбільшою зіркою системи, на відстань в приблизно 4,4 мільйона кілометрів. У цей момент, як пояснюють вчені, зонд повинен скинути швидкість руху до 4,6% від швидкості світла, інакше він пролетить повз зірки і не зможе використовувати її тяжіння і світло для уповільнення свого руху і повороту в бік двох інших мешканців системи.
Як здійснити подібне гальмування? Для цього потрібно просто повернути сонячне вітрило таким чином, щоб на нього тиснув світло не Сонця, а альфи Центавра. Після того як маневр завершиться, вчені планують розгорнути вітрило і використовувати світло альфи Центавра В для подорожі до Проксіма b, планети у Проксима Центавра. Цей процес, за розрахунками вчених, займе ще приблизно 46 років, і через 140 років після запуску із Землі зонд вийде на орбіту планети.
Головне питання космосу
Навіщо все це потрібно, враховуючи наддовгі терміни подорожі таких "вітрильників"? Як зазначає Хіппке, насправді подібні терміни місії не є чимось особливо довгим і нетиповим для земної космонавтики - наприклад, зонди "Вояджер" в сумі провели в космосі всього в два рази менше, ніж термін цієї експедиції до Альфи Центавра.
За його словами, на відміну від Breakthrough Starshot, подібні 10-грамові зонди будуть містити в собі набагато більше наукових приладів, і вони будуть мати набагато більш високі шанси на успіх, ніж цілий рій нанозондов, що запускаються за допомогою лазерів. Тому німецькі вчені пропонують розглядати свій проект в якості запасного варіанту або "доповнення" до місії Хокінга і Мільнера, якщо та провалиться або, навпаки, дасть вкрай цікаві результати.
Сьогодні Хіппке і Хеллер, як передає університет Пуерто-Ріко в Аресібо, ведуть переговори з представниками Breakthrough Starshot про можливу інтеграцію їх проекту в довгострокові плани фонду Мільнера.
Як альтернативний варіант можуть запропонувати прискорювати нанозонди Breakthrough Starshot за допомогою Сонця, випускаючи їх у космос на невеликій відстані від світила, а не за допомогою дорогого і потенційно небезпечного для зондів фазованого лазера.