Njerëzit kanë ëndërruar të udhëtojnë në sisteme të tjera yjore dhe të vendosin këmbë në botët e huaja për breza. Për ta thënë butë, eksplorimi ndëryjor është një detyrë shumë e frikshme.
Siç eksploroi Universe Today në një postimi i mëparshëm, do të duheshin midis 19,000 dhe 81,000 vjet që një anije kozmike të arrijë Proxima Centauri duke përdorur shtytje konvencionale (ose ato që janë të realizueshme duke përdorur teknologjinë aktuale). Për më tepër, ka rreziqe të shumta kur udhëtoni nëpër mediumin ndëryjor (ISM), jo të gjitha janë të kuptuara mirë.
Në këto rrethana, anijet kozmike në shkallë gram që mbështeten në shtytje me energji të drejtuar (lazerët AKA) duket se janë opsioni i vetëm i zbatueshëm për të arritur yjet fqinjë në këtë shekull.
Konceptet e propozuara përfshijnë Swarming Proxima Centaurinjë përpjekje bashkëpunuese ndërmjet Space Initiatives Inc. dhe Iniciativa për Studime Ndëryjore (i4is) i udhëhequr nga shkencëtari kryesor i Space Initiative Marshall Eubanks. Koncepti u zgjodh kohët e fundit për të Faza I e zhvillimit si pjesë e këtij viti Konceptet e avancuara novatore të NASA-s (NIAC) program.
Sipas Eubanks, udhëtimi nëpër hapësirën ndëryjore është një çështje e distancës, energjisë dhe shpejtësisë. Në një distancë prej 4.25 vite dritë (40 trilion km; 25 trilion mi) nga Sistemi Diellor, edhe Proxima Centauri është jashtëzakonisht larg.
Për ta vënë atë në perspektivë, rekordi për distancën më të largët të udhëtuar ndonjëherë nga një anije kozmike shkon në Voyager 1 sonda hapësinore, e cila aktualisht është më shumë se 24 miliardë km (15 miliardë milje) nga Toka. Duke përdorur metoda konvencionale, sonda arriti një shpejtësi maksimale prej 61,500 km/h (38,215 mph) dhe ka udhëtuar për më shumë se 46 vjet rresht.
Me pak fjalë, udhëtimi me diçka më pak se shpejtësia relativiste (një pjesë e shpejtësisë së dritës) do t’i bëjë tranzitet ndëryjore tepër të gjata dhe krejtësisht jopraktike. Duke pasur parasysh kërkesat për energji që kjo kërkon, çdo gjë tjetër përveç anijeve të vogla kozmike me një masë maksimale prej disa gramësh është e realizueshme. Siç tha Eubanks për Universe Today përmes emailit:
“Sigurisht, raketat janë një mënyrë e zakonshme për të ecur shpejt. Raketat funksionojnë duke hedhur “gjëra” (zakonisht gaz të nxehtë) nga mbrapa, vrulli në sende shkon prapa, i barabartë me atë në rritjen e shpejtësisë së automjetit në drejtimin përpara. Thelbi i raketës është se është vërtet efikase vetëm nëse shpejtësia e sendeve që shkojnë prapa është e krahasueshme me shpejtësinë që dëshironi të fitoni duke shkuar përpara. Nëse nuk është, nëse është shumë më e vogël, thjesht nuk mund ta mbani gjëra të mjaftueshme për të fituar shpejtësinë që dëshironi.
“Problemi është se ne nuk kemi asnjë teknologji – asnjë burim energjie – që do të na mundësonte të hedhim shumë gjëra me një shpejtësi prej 60,000 km/sek, dhe kështu raketat nuk do të funksionojnë. Antimateria mund ta mundësojë këtë, por ne thjesht nuk e kuptojmë mjaft mirë antimaterinë – dhe nuk mund ta bëjmë aq sa duhet – për ta bërë këtë një zgjidhje, ndoshta për shumë dekada në vazhdim.”
Në të kundërt, konceptet si Breakthrough Starshot dhe Proxima Swarm konsistojnë në “përmbysjen e raketës” – dmth., në vend që të hidhen gjëra jashtë, sendet hidhen në anijen kozmike. Në vend të shtytësit të rëndë, i cili përbën shumicën e raketave konvencionale, burimi i energjisë për një vela me drita janë fotonet (të cilat nuk kanë masë dhe lëvizin me shpejtësinë e dritës).
Por siç tregoi Eubanks, kjo nuk e kapërcen çështjen e energjisë, duke e bërë edhe më të rëndësishme që anija kozmike të jetë sa më e vogël.
“Kërcimi i fotoneve nga një vela lazer zgjidh kështu problemin e shpejtësisë së sendeve,” tha ai.
“Por problemi është se nuk ka shumë vrull në një foton, kështu që ne kemi nevojë për një shumë prej tyre. Dhe duke pasur parasysh fuqinë që ka të ngjarë të kemi në dispozicion, madje edhe pas disa dekadash, shtytja do të jetë e dobët, kështu që masa e sondave duhet të jetë shumë e vogël – gram, jo tonë.”
Propozimi i tyre kërkon një rreze lazer 100 gigavat (GW) që rrit mijëra sonda hapësinore në shkallë gram me vela lazer në shpejtësinë relativiste (~ 10-20 përqind të dritës). Ata propozuan gjithashtu një seri kovash të lehta tokësore me përmasa një kilometër katror (0.386 mi2) në diametër për të kapur sinjalet e dritës nga sondat sapo të jenë në rrugën e duhur për të arritur në Proxima Centauri (dhe komunikimet bëhen më të vështira).
Sipas vlerësimeve të tyre, ky koncept misioni mund të jetë gati për zhvillim rreth mesit të shekullit dhe mund të arrijë në Proxima Centauri dhe ekzoplanetin e tij të ngjashëm me Tokën.Proxima b) deri në çerekun e tretë të këtij shekulli (2075 ose pas).
Ne nje letër e mëparshmeEubanks dhe kolegët e tij demonstruan se si një flotë prej një mijë anije kozmike mund të kapërcejë vështirësitë e vendosura nga udhëtimi ndëryjor dhe mbajtja e komunikimeve me Tokën përmes dinamikës së tufës.
“Duke ngritur zonën e grumbullimit në 1 km të realizueshme2 dhe duke pasur shumë sonda që koordinojnë dërgimin e tyre, ne mund të marrim një shpejtësi të arsyeshme (nëse më të vogël) bit”, shtoi ai.
Megjithatë, vonesa tetëvjeçare vajtje-ardhje në komunikimet e imponuar nga distancat ndëryjore dhe Relativiteti i Përgjithshëm e bën të pamundur kontrollin e sondave nga distanca nga Toka.
Si e tillë, tufa duhet të zotërojë një shkallë të jashtëzakonshme autonomie kur bëhet fjalë për navigimin (koordinimin e një mijë sondave) dhe vendosjen se çfarë të dhënash kthehen në Tokë. Ndërsa këto strategji trajtojnë distancën, energjinë dhe shpejtësinë (të paktën për momentin), ekziston ende çështja se sa do të kushtojë krijimi i tufës dhe infrastrukturës përkatëse.
Shpenzimi i vetëm më i madh do të jetë vetë grupi lazer, ndërsa anija në shkallë gram do të jetë mjaft e lirë për t’u prodhuar. Siç tha Eubanks për Universe Today në një artikulli i mëparshëmpropozimi i tyre mund të zhvillohet me një buxhet prej 100 miliardë dollarësh.
Por, siç theksoi Eubanks (atëherë dhe tani), përfitimet e arkitekturës së misionit që ata kanë parashikuar janë të shumta dhe fitimi i dërgimit të një tufe sondash në Proxima Centauri do të ishte astronomike:
“Fakti i thjeshtë është se kostoja e një misioni ndëryjor të shtyrë me lazer, me sonda me peshë të lehtë dhe një sistem të madh lazer për t’i çuar ato drejt yjeve, do të mbizotërohet nga kostot kapitale – kostot e sistemit lazer.”
“Vetë sondat do të jenë mjaft të lira në krahasim. Pra, nëse mund të dërgoni një të tillë, duhet të dërgoni shumë. Është e qartë se dërgimi i shumë sondave sjell avantazhin e tepricës.”
“Udhëtimi në hapësirë është i rrezikshëm dhe udhëtimi ndëryjor ka të ngjarë të jetë veçanërisht i rrezikshëm, kështu që nëse dërgojmë shumë sonda, mund të tolerojmë një shkallë të lartë humbjeje. Por ne mund të bëjmë shumë më tepër.”
“Ne duam të kërkojmë shenja të biologjisë dhe madje edhe të teknologjisë, dhe kështu do të ishte mirë që sondat të merrnin shumë afër planetit, për të marrë fotografi dhe spektra të mira të sipërfaqes dhe atmosferës.”
“Kjo do të jetë e vështirë për një sondë, pasi ne nuk e dimë shumë mirë se ku do të jetë planeti 24 vjet më shumë në të ardhmen. Duke dërguar një tufë sondash në një përhapje, të paktën disa duhet të afrohen me planetin. , duke na dhënë pamjen nga afër që duam.”
Përtej kësaj, Eubanks dhe kolegët e tij shpresojnë që zhvillimi i një tufeje koherente sondash robotike do të ketë aplikime më afër shtëpisë. Swarm robotics është një fushë e nxehtë e kërkimit sot dhe po hetohet si një mjet i mundshëm duke eksploruar oqeanin e brendshëm të Evropës, duke gërmuar qytete nëntokësore në Mars, duke montuar struktura të mëdha në hapësirë dhe sigurimin e gjurmimit ekstrem të motit nga orbita e Tokës.
Përtej eksplorimit të hapësirës dhe vëzhgimit të Tokës, robotika e tufës ka gjithashtu aplikime barprodhim aditiv, studime mjedisore, pozicionimi dhe navigimi global, kërkim-shpëtimdhe me shume.
Ndërsa mund të duhen shumë dekada përpara se një mision ndëryjor të jetë gati për të udhëtuar në Alpha Centauri, Eubanks dhe kolegët e tij janë të nderuar dhe të emocionuar që janë ndër të përzgjedhurit e NASA-s për programin NIAC 2024. Për ta, kërkimi zgjati shumë vite, por është më afër realizimit se kurrë.
“Ka kaluar një kohë e gjatë – gati një dekadë – dhe ne ndihemi të nderuar që jemi përzgjedhur”, tha Eubanks. “Tani fillon puna e vërtetë”.
Ky artikull u botua fillimisht nga Universi sot. Lexoni artikull origjinal.
