Ilang taon na ang nakalilipas, inihayag ng mga astronomo na natuklasan nila ang isang planeta sa loob ng sistema ng bituin ng Alpha Centauri. Ang sistemang ito ang pinakamalapit na solar system sa ating planetary system. Ang Alpha Centauri ay 4.6 St lamang. taon, na napakaliit ayon sa mga pamantayan sa espasyo. Ito ay tumatagal ng humigit-kumulang 60 taon at isang bilis ng 1/10 ng bilis ng liwanag upang maabot ito. Kaya, dapat tandaan na hindi mahirap para sa amin na makarating sa Alpha Centauri, at para dito ay hindi kinakailangan na mag-imbento ng isang bagong ultra-high-speed na makina.

Sa kabila ng anunsyo ng pagkakaroon ng isang planeta sa Alpha Centauri, ang ilang mga astronomo ay nakatitiyak na walang mga planeta ang maaaring umiral doon. Pero may ebidensya na mahirap pagtalunan. Ang bituin na "B" sa itaas na sistema ng bituin ay "kumirap", na nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng isang madilim na bagay na malapit dito, na maaaring isang planeta. Sa kasamaang palad, hindi posible na makahanap ng mga bakas ng hindi kilalang cosmic body na ito, ngunit ang mga astronomo at planetaologist mula sa buong mundo ay patuloy na naniniwala sa pagkakaroon nito.

Malamang, mayroong isang maliit na planeta malapit sa bituin na Alpha Centauri B, na maihahambing ang laki sa atin. Mahirap siyang pansinin dahil sobrang lapit niya sa kanyang ningning. Maaga o huli, gugustuhin ng mga astronomo na pag-aralan ang gawa-gawa ngunit kosmikong katawan na ito nang mas detalyado. Marahil sa hinaharap, isang spacecraft ang ipapadala sa Alpha Centauri, ngunit ang tanong ay nananatili: ito ba ay ipinapayong?

Paglalakbay sa kalawakan sa Alpha Centauri star system

Hindi kapani-paniwalang nagbago ang astronomy sa nakalipas na 10 taon. Ang mga siyentipiko ay halos araw-araw ay nakakahanap ng mga bagong bagay sa kalawakan, ang pagkakaroon ng kung saan hindi nila mahulaan dati. Muli nitong pinatutunayan na hindi nararapat na makipagtalo na hindi maaaring magkaroon ng mga planeta sa sistemang Alpha Centauri. Mas mabuting isipin kung saan eksaktong dapat hanapin ang planetang ito, kung ano ito, gaano ito kalapit sa bituin nito, at maaari ba itong maging carrier ng ilang extraterrestrial na buhay?

Salamat sa sikat na mundong Kepler spacecraft, alam na natin ngayon na mayroong isang planeta malapit sa halos bawat bituin sa ating Milky Way galaxy, at kung minsan ay higit sa isa. Masasabi mo pa, sa kalawakan, mas karaniwan ang maliliit na planeta, maihahambing ang laki sa atin. Kung sakaling mapatunayan natin na mayroong kahit isang planeta sa Alpha Centauri, ito ang magiging pagtuklas ng siglo, dahil ito ay magdadala sa atin ng mas malapit sa paglutas ng misteryo ng pagkakaroon ng extraterrestrial na buhay. Ayon sa mga siyentipiko, ang isang planeta na maaaring umiral sa gayong sistema ng bituin ay maaaring matitirahan. Sa maraming mga alamat ng iba't ibang mga tao sa mundo, inilalarawan na ang "Mga Diyos" ay bumaba sa Earth nang eksakto mula sa sistemang ito ng bituin. Tulad ng alam mo, dalawa sa mga bituin ng Alpha Centauri ay tulad ng araw, at ang pangatlo ay isang "red dwarf".

May buhay kaya sa Alpha Centauri system?

Ang sistema mismo ay medyo luma na, kaya ang planeta, na hypothetically na matatagpuan doon, ay may sapat na oras para sa ebolusyon ng parehong Darwin, halimbawa. Tila kung ang Alpha Centauri ay matatagpuan malapit sa amin, kung gayon bakit hindi magpadala ng mga teleskopyo ng radyo dito, tulad ng napakalakas na Arecibo, na matatagpuan sa teritoryo ng Puerto Rico? Sa kasamaang palad, ito ay imposible, dahil ang sistema ng bituin ay matatagpuan sa isang hindi masyadong maginhawang lugar - masyadong timog ng bahaging iyon ng kalawakan na maaaring sakop ng Arecibo. Ang tanging opsyon na magbibigay-daan sa amin na masusing pag-aralan ang Alpha Centauri ay ang disenyo at pagpapatupad ng isang bagong misyon: isang flight sa Alpha Centauri at ang kolonisasyon ng star system. Malamang, ang sangkatauhan ay hindi makakapagpasya sa gayong responsable at matapang na kilos sa loob ng ilang higit pang mga dekada. Ang proyekto mismo ay magiging hindi kapani-paniwalang mahal - ang gastos nito ay trilyong dolyar. Dapat tandaan na bilang karagdagan sa mga paghihirap, mayroon itong mga prospect. Sa pamamagitan ng pagpapatupad nito, maaari tayong maging unang "imortal na sibilisasyon" na nagtagumpay sa interstellar space. Bakit walang kamatayan? Sapagkat sa pamamagitan ng pag-aayos sa malapit na espasyo, sa anumang kaso, makakapagligtas tayo ng mga kinatawan ng ating mga species. Mayroong kahit isang kasabihan: "Hindi mo kailangang itago ang lahat ng iyong mga itlog sa isang basket."

Maraming paghihirap ang naghihintay sa mga kolonista ng Alpha Centauri: isang bagong klima, kapaligiran, microflora, posibleng mga buhay na nilalang na hindi alam ng agham, at marami pang iba. Upang hindi muling itayo ang sarili sa mga bagong kondisyon, posible na lumikha ng genetically modified na mga tao na iangkop sa kanila bago pa man ipanganak. Maaaring i-terraform ang mga hindi nakatirang planeta ng Alpha Centauri. Kung mayroong isang sinturon ng asteroid sa isang naibigay na sistema ng bituin, kung gayon ito ay karaniwang kahanga-hanga - maaari kang lumikha ng iyong sariling indibidwal na mundo doon, at pagkatapos ay hindi na natin kailangang makipag-away sa mga posibleng kinatawan ng dayuhan na buhay na maaaring mabuhay sa mga planeta ng Alpha Centauri . Sa katunayan, ang mga astropaleontologist at mga planetary scientist ay napakasensitibo tungkol sa paglipad sa mga potensyal na may nakatira na mga planeta, dahil ang anumang pakikialam sa matalinong dayuhan na buhay ay maaaring makasira sa kanilang kultural na ebolusyon.

Talaga bang Namumuhay ang Alpha Centauri sa isang Matalinong Sibilisasyon?

Kung gayon, kung gayon, malamang, hindi niya alam ang tungkol sa aming pag-iral, at kung gagawin niya, hindi niya nais na makipag-ugnayan sa amin, sa paniniwalang hindi pa kami masyadong advanced sa teknolohiya. Marahil ang dayuhang lahi na ito ay nakuha na ang ating asteroid belt at pana-panahong bumibisita sa ating planeta upang pag-aralan ang mga earthlings at ang Earth mismo. Sa kasong ito, nagiging malinaw kung bakit pana-panahong nakikita natin ang mga UFO. Maaari lamang tayong umasa na ang mga umiiral sa kalawakan bukod sa atin ay hindi nais na makapinsala sa atin.

Hindi pa katagal, sina Milner at Hawking ay gumawa ng isang splash sa anunsyo ng kanilang proyekto ng Breakthrough Starshot. Ang proyekto ay nagkakahalaga ng $100 milyon, na gagastusin para pag-aralan ang teknikal na posibilidad ng isang paglipad patungong Alpha Centauri. Ang yugto ng engineering at pananaliksik ay tatagal ng ilang taon, pagkatapos nito ang pagbuo ng flight mission sa Alpha Centauri mismo ay mangangailangan ng badyet ng pinakamalaking siyentipikong eksperimento hanggang sa kasalukuyan.

Kaya, ano ang kilala sa sandaling ito mula sa mga developer ng proyekto?

Konsepto ng system kabilang ang laser emitter at light sail

Ang proyekto ng Breakthrough Starshot, ayon sa mga may-akda, ay isang pagtatangka na lapitan ang paglalakbay sa kalawakan mula sa gilid ng Silicon Valley.

Kabilang dito ang pagtatayo ng isang hanay ng mga laser sa kabundukan ng Earth, at ang paglikha ng mga espesyal na nanocraft - isang hanay ng mga space femtosatellites na pinabilis ng radiation ng mga laser na ito.

Mga Bahagi ng System

Ang mga nanocraft ay mga robotic na sasakyang pangkalawakan na may bigat ng pagkakasunud-sunod ng mga gramo, na binubuo ng dalawang bahagi:

1) StarChip Electronic Module: Ginawang posible ng Batas ni Moore na makabuluhang bawasan ang laki ng mga elektronikong bahagi. Ginagawa nitong posible na lumikha ng mga gramong device na may dalang mga camera, photon thruster, power, navigation at communication equipment, na isang fully functional space probe. Kasabay nito, ang halaga ng mga probes na ito sa mass production ay magiging katumbas ng halaga ng isang smartphone.

4 na camera

Available ang mga camera na 2 megapixel, na mas mababa sa isang gramo, sa mababang presyo. Ang kanilang pag-unlad ay sumusunod din sa batas ni Moore, na nagpapahintulot sa bilang ng mga pixel para sa parehong masa ng sensor na doble bawat dalawang taon.

Interesado din ang mga potensyal na kakayahan ng mga camera na tumatakbo sa prinsipyo ng Fourier Capture Flat Array (PFCA). Hindi sila nangangailangan ng mga salamin, lente o iba pang gumagalaw na bahagi. Binubuo ang mga ito ng isang hanay ng mga elemento ng semiconductor na tumutugon sa liwanag depende sa anggulo ng saklaw nito.

Sa mga tuntunin ng volume, ang mga PFCA ay maaaring 100,000 beses na mas maliit kaysa sa pinakamaliit na focus camera. Gayunpaman, habang ang teknolohiyang ito ay nasa simula ng paglalakbay nito.

Si Mona Lisa ay kinuha gamit ang isang PFCA camera.

Proteksiyon na takip

Ang isang espesyal na patong ay kinakailangan upang maprotektahan ang disenyo ng mga nanocraft mula sa mga banggaan sa mga particle sa interstellar space. Ang isang naturang materyal ay isang haluang metal na beryllium-tanso.

Baterya

Ang disenyo ng baterya ay kumakatawan sa isa sa pinakamahirap na teknikal na hamon ng proyekto.

Sa kasalukuyan, ang plutonium-238 o americium-241 ay itinuturing na pangunahing pinagkukunan ng enerhiya sa board. 150 gramo ang inilalaan para paganahin ang system. Kabilang dito ang masa ng radioisotope at ang supercapacitor na sisingilin mula sa nuclear decay.

Mayroon ding mga ideya upang samantalahin ang pag-init ng frontal surface ng nanocrafts (dahil sa pakikipag-ugnayan sa interstellar dust). Ang thermal source ay maaaring magbigay ng 6mW bawat square centimeter ng lugar nito sa panahon ng cruise phase ng isang misyon sa interstellar space.

Ang mismong light sail ay posibleng lagyan ng manipis na pelikula ng photovoltaic material, gaya ng ginawa sa IKAROS solar sail mission ng Japan. Maaari itong maging lubhang kapaki-pakinabang kapag papalapit sa isa pang bituin sa loob ng 2 astronomical na unit. Sa layo na 1 astronomical unit, ang naturang materyal, kahit na may kahusayan na 10% lamang, ay makakapagbigay ng 2 kW ng kapangyarihan. Ito ay higit sa 100,000 beses ang lakas ng isang radioactive na mapagkukunan ng enerhiya, at malamang na makamit ang makabuluhang mas mataas na mga rate ng data para sa mga komunikasyon sa laser.

Komunikasyon

Oryentasyon ng transmitter sa lupa

Ang paghahanap sa Earth ay isang madaling gawain dahil malapit ito sa Araw, isang napakaliwanag na bituin kapag tiningnan mula sa Alpha Centauri.

Dahil sa limitasyon ng diffraction, ang angular diameter ng isang 1 micron beam sa isang meter class antenna ay magiging mga 0.1 arc second. Ang isang oryentasyon ng katumpakan na ito ay maaaring makamit gamit ang mga photonic thrusters.

Pagpapadala ng mga larawan gamit ang isang laser gamit ang isang layag bilang isang antena

Ang mga larawan ng mga target na planeta ay maaaring ipadala sa pamamagitan ng isang single-watt laser na nakasakay, sa isang pulsed mode. Kapag papalapit sa target, ang layag ay gagamitin upang ituon ang laser signal.

Halimbawa, para sa isang layag na 4m, ang limitasyon ng diffraction para sa laki ng lugar sa Earth ay nasa pagkakasunud-sunod ng 1000m. Humigit-kumulang sa parehong sukat ay binalak na gumawa ng isang receiving array ng mga antenna. Ang paggamit ng layag bilang optical system ay maaaring mangailangan ng iba't ibang anyo ng layag sa simula ng misyon (sa panahon ng acceleration) at sa yugto ng komunikasyon. Para sa mas mahusay na paghahatid ng impormasyon, kapag papalapit sa target, ang layag ay maaaring hugis tulad ng isang Fresnel lens. Dahil sa epekto ng Doppler kapag ang mga nanocraft ay inilipat na may kaugnayan sa Earth, kinakailangan na gumamit ng isang laser wave na mas maikli kaysa sa sistema ng paglulunsad - ito ay magpapahintulot sa pagpapanatili ng isang mataas na bilis ng paghahatid sa pamamagitan ng kapaligiran ng ating planeta.

Pagkuha ng Larawan na may Array ng Laser Emitters

Ang mga kamakailang pagsulong ng grupong MIL Lincoln Labs at ng Jet Propulsion Laboratory ay nagpakita ng kakayahang makakita ng mga solong photon na ibinubuga ng isang laser mula sa napakalaking distansya. Sa kasalukuyan, ang may hawak ng record ay ang LADEE system, na may kakayahang gumana sa mga distansyang buwan. Gumagamit ito ng pamamaraan ng cryogenically cooled nanotubes. Pinapayagan nito ang 2 bits na maipadala sa bawat photon. Gumagamit ang system ng 10cm na optika sa spacecraft at isang 1m na teleskopyo sa lupa.

Ang hanay ng mga laser emitters na kasangkot sa acceleration ng nanocrafts ay gagamitin sa inverse mode bilang isang array ng receiving antenna.

solar layag

Maglayag ng integridad sa ilalim ng kapangyarihan

Sa yugto ng pananaliksik, pinlano na gumamit ng 100 gigawatt laser sa misyon. Paano makakaapekto ang naturang radiation sa solar sail?

Ang pinakaperpektong reflective material ngayon ay isang dielectric mirror - isang composite material na may kapal ng layer na tumugma sa wavelength.

Maaaring bawasan ng isang dielectric mirror ang dami ng absorbed heat ng 5 orders of magnitude, na sumasalamin sa 99.999% ng radiation.
Para sa isang 100 GW laser at isang 4x4m sail, nangangahulugan ito na ang bawat square meter ng layag ay papainitin ng 60 kW ng enerhiya. Ito ay marami - mga 50 electric kettle sa buong kapasidad. Mahirap iwaksi ang gayong kapangyarihan sa pamamagitan ng radiation. Ngunit, ayon sa mga developer, ito ay magpapainit sa layag, ngunit hindi ito matutunaw. Inaasahan na sa pamamagitan ng paggamit ng isang ganap na dielectric na layag na may mga na-optimize na materyales ay posible na bawasan ang pagsipsip sa ibaba ng 9 na mga order ng magnitude mula sa papasok na radiation.

Ang mga opsyon para sa paggamit ng mga bagong materyales tulad ng graphene ay isinasaalang-alang.

Posible rin na gumamit ng mga materyales na may mababang pagsipsip, kahit na walang mataas na reflectivity (hal. salamin). Ang mga katulad na materyales ay ginagamit sa fiber optics sa mataas na load.

Bilang karagdagan sa proteksyon mula sa gilid ng layag, ang electronics ng StarChip module ay dapat na protektado mula sa paparating na daloy. Ito ay maaaring makamit sa pamamagitan ng isang kumbinasyon ng geometry (orienting ang electronics "sa profile", na may isang mababang cross-section) at patong ang pinakamahalagang mga bahagi na may espesyal na proteksyon. Ang ganitong mga coatings ay maaaring ang nabanggit na multilayer dielectric na solusyon na ipinakita na sa mga laboratoryo. Ang mahinang sumisipsip na materyal ng layag, kasama ang limitadong paggamit ng mataas na reflective na materyal upang protektahan ang electronics, ay magpoprotekta sa StarChip nang hindi lalampas sa gramong sukat ng masa ng module. Para sa karagdagang produksyon, pinag-aaralan ang isang disenyo ng mga silicon microcubes sa isang silicon dioxide substrate.

Device

Kinakailangang bumuo ng isang sail skeleton na hahawak ng load kapag bumibilis ang device, lumalaban sa pakikipag-ugnayan sa interstellar medium, at magagawang baguhin ang hugis ng layag. Sa ngayon, ang isang bilang ng mga composite na materyales na nakabatay sa graphene ay isinasaalang-alang, na may kakayahang baguhin ang kanilang haba depende sa boltahe ng kuryente na inilapat sa kanila. Nauna nang ipinakita na ang centrifugal acceleration ng maliliit na masa sa mga gilid ay maaaring humila ng layag.

Kumapit sa sinag

Ang hugis ng beam at light sail arrangement ay dapat na ma-optimize para sa stability sa panahon ng launch phase. Sa panahong ito ng mga 10 minuto, ang layag ay tumatanggap ng 1 terajoule ng liwanag na enerhiya. Para sa kadahilanang ito, kahit na ang maliit na pagkakaiba sa mga katangian ng layag o mga iregularidad ng beam ay maglilipat ng sentro ng presyon palayo sa gitna ng masa ng layag, at ilipat ang thrust vector nito.

Ang modernong industriya ng optical coatings sa mass production ng mga smartphone at telescope optics ay nasa antas na ng kalidad na katanggap-tanggap para sa misyon. Ngunit ang pangwakas na materyal ng layag ay hindi pa umiiral at dapat na mabuo.

laser emitter

Presyo

Ang tinantyang tinantyang halaga ng isang laser array sa Earth ay batay sa extrapolation mula sa huling dalawang dekada, pati na rin ang pag-asam ng mas murang mass production.

Ang halaga ng mga laser amplifier ay bumababa nang husto mula 1990 hanggang 2015, na humahati bawat taon at kalahati. Kung magpapatuloy ang trend, ang pagtatayo ng isang malaking emitter sa mga darating na dekada ay magkakahalaga ng ilang order ng magnitude na mas mura.

Sa ngayon, inihahambing ng mga developer ang gastos sa pinakamalaking proyektong pang-agham sa mundo. Ito ay maaaring, halimbawa, ang ISS (na nagkakahalaga ng $157 bilyon) o ang ITER experimental fusion reactor ($15 bilyon).

Phase

Upang subukan ang mga kakayahan ng system, ang kaso na may sukat na metrong layag ay pinag-aralan. Halimbawa, upang ituon ang isang sinag ng liwanag sa isang layag na 4x4m sa layong 200 libong kilometro, kinakailangan ang isang anggulo ng pagtutok ng 2 nanoradians (0.4 arc milliseconds). Ito ang limitasyon ng diffraction para sa isang kilometrong laser emitter na tumatakbo sa wavelength na 1 micron.

Ang Interferometry para sa Event Horizon Telescope ay nagpakita ng kakayahang makamit ang katumpakan ng sub-nanoradian sa isang wavelength na 1mm.

Atmospera

Ang Atmosphere ay nagpapakilala ng dalawang epekto:

Pagsipsip (paglabag sa integridad ng paghahatid)
- pagbaba sa kalidad ng beam (paglabo ng beam)

Ang kapasidad ng paghahatid ng atmospera sa isang wavelength na 1 micron ay napakahusay - higit sa 90% para sa mga bagay na matatagpuan mataas sa mga bundok. Sa ganitong pag-aayos ng pag-install, babawasan nito ang paglabo ng beam sa atmospera, na magpapahintulot sa adaptive optics na lapitan ang limitasyon ng diffraction nang mas malapit hangga't maaari. Ang turbulence ng atmospera, na lumalabo ang sinag, ay humigit-kumulang 4 na beses na mas mababa sa 5 km kaysa sa antas ng dagat. Ang epekto ng atmospera ay maaaring maging higit pa sa pamamagitan ng pagwawasto sa mode ng operasyon ng mga laser emitters gamit ang isang beacon sa kalawakan.

Nais ng proyekto ng Breakthrough Starshot na makamit ang limitasyon ng diffraction para sa mga optical laser system na 0.2-1 km. Ito ay 1-2 order of magnitude na mas mahusay kaysa sa mga kasalukuyang solusyon, ngunit walang mga pangunahing limitasyon sa pagkamit ng layuning ito.

Ilunsad:

Katumpakan ng pagturo sa isang metrong layag

Ang laser emitter ay dapat tumutok sa isang lugar sa layag na mas maliit kaysa sa laki ng layag mismo sa isang orbit na 60,000 km sa itaas ng lupa.
Ang laser pointing ay dapat na iugnay sa posisyon ng Alpha Centauri star system upang ang system ay pumasa sa loob ng dalawang astronomical units. Ang paggamit ng mga photonic thrusters ay magiging posible upang itama ang kurso sa pamamagitan ng 1-2 astronomical units.

Sa problema sa pagpoposisyon ng sinag, ang pangunahing problema ay ang pagpapanatili ng layag sa sinag. Depende ito sa laki ng layag at ang distansya dito. Para sa isang metrong haba ng layag, ang operating distance para sa paglulunsad ay maaaring umabot ng ilang milyong kilometro. Ang katumpakan ng pagpuntirya na kinakailangan sa ganoong distansya ay ilang millisecond ng arko. Mayroong ilang mga paraan upang malutas ang problemang ito.
Naka-calibrate ang atmospheric model gamit ang radar, laser beam at real time optical measurements. Makakamit nito ang kinakailangang katumpakan ng pagpoposisyon.

Karamihan sa mga terrestrial telescope (halimbawa, ang Keck telescope) ay may katumpakan ng pagkakasunud-sunod ng ilang arcsecond at limitado sa kanilang kakayahang subaybayan ang mga bagay sa 100 milliarcsecond mode. Para sa mga layunin ng misyon, kailangan ang isang makabuluhang pagpapabuti sa katumpakan.
Gayunpaman, ang pagbuo ng isang laser beam sa pamamagitan ng isang phased array system na may beacon tracking system (upang itama ang impluwensya ng atmospera) ng spacecraft ay makakamit ang kinakailangang katumpakan.

Humawak sa layag sa isang sinag

Mayroong ilang mga epekto na nagpapahirap sa gawaing ito. Ang mga ito ay beam instability, laser operating mode, pwersang kumikilos sa layag, pag-init ng layag, atmospheric inhomogeneities na dulot ng enerhiya ng mga naglalabas.

Ang mga problema sa itaas ay maaaring malutas sa pamamagitan ng pag-ikot ng layag at pagsasaayos ng hugis ng parehong layag at ang sinag ng mga sinag na dumarating dito. Ang feedback ay makakatulong sa pagpapatakbo ng mga laser emitters, ngunit ang isang maikling oras ng paglipad ay nangangailangan ng self-stabilization ng system.

Ang isang promising na diskarte ay upang bigyan ang layag ng isang espesyal na hugis na nagpapatatag sa posisyon nito sa sinag. Iyon ay, sa panahon ng pag-ikot, ang layag ay maaapektuhan ng gayong mga torque at pwersa na may posibilidad na ibalik ang oryentasyon nito. Ang mataas na dalas ng pagyanig ay magbabawas sa kabuuang dami ng kapangyarihan na ipinadala sa layag, ngunit ang magandang dynamics ng layag ay maaaring mabawasan ang pagkamaramdamin ng layag sa interference sa itaas ng isang partikular na frequency.

Dahil ang isang phased array array ay gagamitin para sa beamforming, ang profile ng beam ay maaaring hubugin upang i-maximize ang kakayahan ng layag na mapanatili ang sarili nitong posisyon sa beam, kahit na walang mekanismo ng feedback.

Paggawa at pag-iimbak ng enerhiya

Ang paggawa at pag-iimbak ng enerhiya ay isang teknolohikal na hamon.
Ang pagbuo ng 100 GW ng kapangyarihan at ang paghahatid nito sa loob ng ilang minuto ay lubos na makakamit sa kasalukuyang antas ng teknolohiya. Ang mga natural gas power plant ay maaaring makabuo ng enerhiya sa halagang $0.1 kada kilowatt hour.
Available na rin ang mga baterya at supercapacitor na maaaring magbigay ng kinakailangang kapasidad ng imbakan sa isang makatwirang presyo.

Tumpak na Pagtukoy sa Orbital na Posisyon ng isang Exoplanet

Upang makapaghatid ng nanocraft sa isang exoplanet na may katumpakan na 1 astronomical unit, maaaring kailanganin na tumpak na isaalang-alang ang lahat ng malalaking katawan na malapit sa landas ng paglipad.
Ang bahagi ng impormasyon ay maaaring kolektahin ng mga unang misyon ng proyekto at isinasaalang-alang sa mga susunod na paglulunsad. Ginagawa rin ang mga pagsisikap upang mas maunawaan ang ephemeris - ang mga orbital na posisyon ng malalaking bagay sa mga partikular na oras na maaaring makaapekto sa tilapon ng paggalaw. Kabilang dito ang pakikipagtulungan sa pinakamalaking teleskopyo sa southern hemisphere, kabilang ang Very Large Telescopes at Gemini.

yugto ng cruise:

interstellar dust

Batay sa mga pagtatantya ng density ng alikabok sa interstellar medium na pinakamalapit sa amin, sa panahon ng paglalakbay sa Alpha Centauri, bawat square centimeter ng frontal cross-sectional area ng StarChip electronic module at light sail ay babanggain ang humigit-kumulang 1000 dust particle na umaabot sa laki mula sa 100 nanometer at mas malaki. Gayunpaman, ang posibilidad ng isang banggaan sa isang particle na 1 micrometer sa buong oras ng paglipad ay humigit-kumulang 10%. At ang posibilidad na makatagpo ng mas malalaking particle ay bale-wala.

Ang dust particle na 100 nanometer ang laki, na gumagalaw sa bilis na 20% ng bilis ng liwanag, ay tatagos sa electronic module sa lalim na humigit-kumulang 0.4mm. Upang suriin ang epekto, ibinibigay ang mga kalkulasyon para sa isang module na may sukat na 10cm x 0.1mm. Ang cross-sectional area ng naturang module ay 0.1 cm2. Ang isang beryllium bronze protective coating na inilapat sa harap ng naturang module ay maaaring magbigay ng proteksyon mula sa alikabok at pagguho. Kung kinakailangan, ang geometry ng StarChip ay maaaring baguhin (halimbawa, sa anyo ng isang "karayom") upang higit pang mabawasan ang cross-sectional area.

Ang layag mismo, upang mabawasan ang pinsala, ay maaaring itiklop sa isang mas streamlined na configuration sa panahon ng cruising phase ng flight.

Ang impact momentum ng isang 100 nm particle ay medyo maliit, at maaaring mabayaran ng mga photon thruster.

Ang impluwensya ng interplanetary dust sa loob ng solar system ay bale-wala kumpara sa interstellar dust. Kaunti ang nalalaman tungkol sa pagkakaroon ng alikabok sa sistema ng Alpha Centauri.

Interstellar medium at cosmic ray

Ang ibig sabihin ng libreng landas at ang Larmor radius ng interstellar plasma particle ay mas malaki kaysa sa laki ng nanocraft. Nangangahulugan ito na ang mga naturang particle ay makakaapekto sa mga pader nang nakapag-iisa sa isa't isa nang hindi bumubuo ng impact shock.

Ang mga proton mula sa interstellar plasma sa bilis na 20% ng bilis ng liwanag ay makakaapekto sa nanocraft na may kinetic energies na 18 MeV, at ang mga electron ay magkakaroon ng enerhiya na 10.2 keV. Sa kasong ito, hindi mahalaga kung ang proton at electron ay pinagsama sa isang hydrogen atom, o dumating nang hiwalay. Ang pagguho ng ibabaw ng nanocraft ay magaganap dahil sa sputtering. Ang bilang ng mga atom na nag-sputtered ay nasa ayos na 1000 bawat cm 2 . Ang kabuuang pagkawala ng masa ng harap na ibabaw ng aparato ay magiging ilang mga layer lamang.

Ang mga proton na may enerhiya na 18 MeV ay tatagos sa lalim ng pagkakasunud-sunod ng ilang milimetro. Samakatuwid, ang isang proteksiyon na layer na may kakayahang huminto sa mga naturang particle ay kinakailangan upang maiwasan ang pinsala sa electronics.

Ang mga cosmic ray ay mas bihira kaysa sa mga interstellar proton at samakatuwid ay maaaring balewalain. Ang mga banggaan na may mas mabibigat na elemento ay dapat na pinalambot ng isang proteksiyon na patong: ang helium nuclei ay may mga enerhiya sa pagkakasunud-sunod ng 72 MeV at ang kanilang bilang ay humigit-kumulang 10% ng bilang ng mga libreng proton. Ang nuclei ng mga elementong carbon, nitrogen at oxygen ay nagdadala ng mga enerhiya na 200-300 MeV at naroroon sa halagang 0.01% ng kabuuan.
Upang bumuo ng mga teknolohiya ng proteksyon, kinakailangan na magsagawa ng mga eksperimento sa laboratoryo para sa mga ions na gumagalaw sa bilis na 20% ng bilis ng liwanag at nagbabanggaan sa isang solidong katawan.

Ang mga banggaan sa mga interstellar ions at electron ay maaaring may sariling mga pakinabang: maaari nilang bigyan ang nanocraft ng potensyal na hanggang 10 kV (kinetic energy bawat electron). Ang frontal surface ng nanocrafts ay mag-iinit sa bilis na 6 mW/cm2, na magbibigay ng maliit na thermoelectric power source kapag naglalakbay sa interstellar medium.

Flight sa Alpha Centauri gaya ng naisip ng isang artist

Ang isang ambisyosong proyekto ng mga siyentipiko upang maghanap ng mga extraterrestrial na sibilisasyon ay maaaring humantong sa isang bituin na mas matanda kaysa sa ating Araw ng 1.5 bilyong taon.

Ang kilalang British scientist na si Stephen Hawking, sikat sa kanyang pananaliksik sa astrophysics at theory of black holes, ay nagpahayag ng kanyang intensyon na maglunsad ng isang komersyal na proyekto sa pananaliksik at engineering na "Breakthrough Starshot". Ang bilyonaryo ng Russia na si Yuri Milner ay sumusuporta sa kanya sa bagay na ito.

Ang inisyatiba ng Milner at Hawking ay tinatantya sa humigit-kumulang 100 milyong US dollars (para sa paghahambing, ang misyon ng Mars Science Laboratory ay nagkakahalaga ng 2.5 bilyong dolyar, at ang paglulunsad ng apparatus at ang Philae probe sa Churyumov-Gerasimenko comet ay nagkakahalaga ng humigit-kumulang 1.4 bilyon. euros), at Ang unang spacecraft ay binalak na ilunsad sa loob ng 20 taon.

Ano ang pinaplano nila

Ito, ayon sa mga developer, ang magiging unang misyon sa isa pang star system. Ang nanosatellite, gamit ang enerhiya ng laser sails, ay lilipad sa bilis na 60,000 km / s sa isang bituin na 4.37 light years ang layo mula sa Earth. Ang flight ay tatagal mula 20 hanggang 30 taon, at para sa isa pang 4 na taon ang Earth ay maghihintay para sa isang mensahe ng masayang pagdating.

Kung ilang taon na ang nakalilipas na lumilipad sa isa pang bituin sa ganoong bilis ay tila ganap na hindi makatotohanan, ngayon ang isang pangkat ng mga eksperto ay nakabuo ng isang konsepto, ang kakanyahan nito ay "bawasan" ang laki ng isang spacecraft sa humigit-kumulang na laki ng isang chip na ginamit sa mga kagamitang elektroniko. Ang isang mini-ship (o isang squadron ng mga naturang device) ay magkakaroon ng sarili nitong layag. Tanging hindi ang hangin ang magtutulak dito, kundi ang liwanag!

Bakit Alpha Centauri

Bakit ang Alpha Centauri star system ang layunin ng gayong hindi pangkaraniwang misyon? Ano ang plano ng mga siyentipiko na hanapin doon?

Ang Alpha Centauri system ay matagal nang naging object ng target na astronomical na pananaliksik. Ang ganitong pagkagumon ay dahil sa katotohanan na ang sistema ng bituin na ito ay 1.5 bilyong taon na mas matanda kaysa sa atin. At ayon dito, ito ay napunta sa isang mahabang paraan ng ebolusyon.

Matatagpuan sa konstelasyon ng Centaurus, na binubuo ng tatlong sun-like na bituin - Alpha Centauri A, Alpha Centauri B at ang mismong bagay, na nakakuha ng atensyon ng mga siyentipiko - isang pulang dwarf, ay kasalukuyang itinuturing na bituin na pinakamalapit sa Araw. Kahit na ang layo na 4.4 light years ay hindi pumipigil sa sistemang ito na maging isa sa pinakamaliwanag sa kalangitan sa gabi.

Ayon sa mga hypotheses ng mga siyentipiko, nasa ganitong sistema ng bituin, bilang ebidensya ng mga obserbasyon, na mayroong mga exoplanet na katulad ng Earth. Kaya, kamakailan lamang, inihayag ng mga astronomo sa European Southern Observatory na ang isang exoplanet malapit sa Alpha Centauri B, na natuklasan lamang salamat sa radial velocity method gamit ang HARPS spectrograph (ang device na ito ay matagal nang tinatawag na "planet hunter") ay may masa. katulad ng lupa.

Hindi ito nangangahulugan na maaaring mayroong buhay na katulad ng Earth, dahil ang Alpha Centauri Bb ay nasa napakalapit na distansya mula sa bituin nito, at ang temperatura sa ibabaw ay humigit-kumulang 1200 degrees Celsius. Ngunit may iba pang hindi gaanong mainit na mga planeta sa malapit kung saan posible ang buhay. Ang isang exoplanet malapit sa Proxima Centauri ay mukhang mas promising.

Ano ang specificity at novelty ng isang satellite sa isang laser sail?

Ang konsepto ng "Breakthrough Starshot" ay nagsasangkot ng paggamit ng mga ground-based na laser na nakatutok sa light beam upang mapabilis ang sasakyan. Susunod, susubukan ng "Breakthrough Starshot" na itutok ang mga spaceship sa isang bagay - isang planeta tulad ng Earth. Sa paglipad, hahanapin nila ang pinakamainam na distansya kung saan maaaring makuha ng mga camera ang kaluwagan ng planeta at magpadala ng isang de-kalidad na imahe. Ang paghahatid ng data sa Earth ay isasagawa gamit ang isang compact laser communication system sa barko, at ang layag ay magsisilbing antenna. Ito ay isang ganap na bagong diskarte sa pag-aaral ng iba pang mga planeta.

Ang pagiging kumplikado ng proyekto

Siyempre, ang "Breakthrough Starshot" ay may maraming teknikal na problema. Ang lahat ng mga bahagi ay dapat na idinisenyo upang makatiis ng matinding acceleration, vacuum, malamig, banggaan sa mga proton, alikabok sa espasyo, at iba pa. Samakatuwid, ang aparato, malinaw naman, ay hindi magiging isa, ngunit marami.

Mayroong kahit isang siyentipikong hypothesis na ito ay ang Alpha Centauri na isang posibleng kanlungan para sa hinaharap na mga taga-lupa. Pagkatapos ng lahat, sa sandaling dumating ang sandali ng pagkalipol ng ating Araw. Ito ay isang normal na yugto sa ebolusyon ng lahat ng mga bituin. At pagkatapos ay magiging isang pulang higante, mula sa nakamamatay na enerhiya kung saan ang ating planeta ay hindi makakatakas.

Umaasa tayo na ang sibilisasyon ng tao sa panahong ito ay umabot sa mataas na antas ng pag-unlad at makahanap ng paraan upang lumikas. At ang huling punto ng resettlement ay maaaring tiyak na ang Alpha Centauri system.

Kung malalaman natin na walang mga planeta sa Alpha Centauri, ito ay isang tunay na pagkabigla, na karapat-dapat sa mga front page ng mga pangunahing publikasyon.

Kahit na wala ang planetang Alpha Centauri B, ligtas na sabihin na may iba pang mga planeta sa star system na ito. Sandali lang. Marahil lahat ng tatlong kinatawan ng triple system na may dalawang bituin na parang araw at isang pulang dwarf ay may sariling mga planeta.

Mula dito ay ligtas nating masasabi na mayroong ilang mga planeta sa sistemang Alpha Centauri at kahit isa sa mga ito ay dapat na matitirahan. Ang mga detalye ng sistemang ito ay magiging kawili-wili at hindi pangkaraniwan sa atin gaya ng mga ito sa mga European explorer ng New World noong unang panahon.

Napakaluma na ng sistemang ito kaya ang ebolusyon ng Darwinian ay maaaring malayo mula sa mga multicellular na nilalang hanggang sa Jurassic Park.

Maaari bang magkaroon ng matalinong buhay doon? Sa pamamagitan ng isang hindi magandang pagkakataon, ang star system ay masyadong malayo sa timog upang makontak ng malakas na Arecibo radio antenna sa Puerto Rico o ng bagong Allen Telescope Array sa hilagang California. Alam mo kung paano ang mga siyentipiko sa buhay na dayuhan?

Sa anumang kaso, oras na upang isipin ang tungkol sa isang libong taon na proyekto: pagbisita at kolonisasyon ng isang sistema ng bituin. Mahirap isipin ang isang mas matapang na hakbang para sa sangkatauhan. Ang proyekto ay magkakahalaga ng hindi mabilang na trilyong dolyar sa dose-dosenang henerasyon. Ngunit pagkatapos tayo ay magiging isang interstellar species - sa katunayan, imortal. Ito ay kasing-kahulugan ng isang ebolusyonaryong hakbang bilang ang unang pandarambong ng mga nilalang sa dagat sa lupa sa malayong nakaraan.

Gaya ng dati, ang diyablo ay nasa mga detalye. Hindi etikal na kunin ang isang matitirahan na planeta, kahit na walang matalinong buhay dito. Ang mga unang kolonista ay kailangang harapin ang alien microflora at kakaibang mandaragit na nilalang, kung sila, siyempre, ay magiging.

Ngunit ang mga hindi nakatirang planeta o buwan ng Alpha Centauri ay maaaring i-terraform. Ang mga colonist sa daigdig na hindi pa ipinanganak ay maaaring genetically engineered upang umangkop sa mga dayuhang kapaligiran nang madali.

Kung ipagpalagay natin na mayroong isang asteroid belt doon, magiging posible na bumuo ng isang artipisyal na mundo. Maaari tayong mabuhay sa loob ng sistema kasama ng mga katutubo nito. Ang mga astropaleontologist at astrobiologist ay napakasensitibo tungkol sa pagbisita sa mga habitable na planeta upang pag-aralan ang pag-unlad ng buhay. Gaya ng sinabi ng unang direktiba sa Star Trek, dapat nating iwasan ang pakikipag-ugnayan sa matalinong buhay upang hindi makagambala sa kanilang kultural na ebolusyon.

Ngayon isipin na ang isang teknolohikal na sibilisasyon ay nabubuhay sa Alpha Centauri. Dahil walang nakikitang SETI signal mula sa Earth, naniniwala ang Centauri na tayo ay isang lahi na hindi pa sapat sa teknolohiya. Nagpasya silang kolonihin ang ating asteroid belt. Maaaring ipaliwanag ng sitwasyong ito ang maraming UFO sightings at maging ang "close encounters" sa mga dayuhan. Sa katunayan, naayos na sana natin ang hindi direktang ebidensya ng pagkakaroon ng alien colony sa ating solar system - sa pamamagitan ng maanomalyang init sa asteroid belt o hindi pangkaraniwang pagpapakita ng electromagnetic field.

Sana lang kung umiiral ang Centauri, hindi sila nagpaplano ng pagsalakay lalo na sa takot na masakop natin sila balang araw. Sa kabilang banda, kaya ng mga dayuhan.

Sa telepathically, nagpapadala sila ng impormasyon tungkol sa kosmos, mga batas ng uniberso, tungkol sa kung ano ang Lumikha. Sila mismo ay kanyang mga inapo, ngunit ang kanilang ideya tungkol sa "Maylikha" ay hindi tumutugma sa ating konsepto ng "Diyos". Para sa kanila, ang Lumikha ay isang ganap, isang komprehensibong kaalaman na sabay-sabay na umiiral sa oras at espasyo, sa anumang mga uniberso. Ang Lumikha ay nananatiling hindi nagbabago bilang priori upang ang mga tao ay hindi mawala ang kanilang oryentasyon para sa pagpapabuti ng sarili.

Sinabi ng mga contactees na ang mga dayuhan ay telepatikong bumibisita sa mundo, na tumutulong sa mga siyentipiko na gumawa ng mga pagtuklas na nagpapasulong sa karera. Hindi sila agresibo, kalmado, palakaibigan. Ito ay nangyayari na inilipat nila ang mga earthlings sa kanilang planeta upang ipakita kung paano binuo ang isang mataas na espirituwal na lipunan.

Ang kanilang katulong sa pang-araw-araw na buhay ay isang "ino computer", na pinagsasama ang kamalayan at teknolohiya, na hindi naa-access sa atin at malamang na hindi natin ma-master ang artificial intelligence na ito sa mga darating na siglo, dahil wala pa tayong malinaw na ideya kung bakit ang utak ay gumagana sa ganitong paraan at hindi sa ibang paraan. .

Si Hal Wilcox (USA, Los Angeles) noong 50-60s ng huling siglo ay nakipag-usap nang higit sa isang beses sa isang sibilisasyon mula sa planetang Selo, naibalik siya sa kanyang espirituwal na memorya, kung saan nakaimbak ang kasaysayan ng mga sinaunang tao.

Ayon sa kanya, ang Lemuria, Atlandida ay mga totoong buhay na sibilisasyon na nawasak. Nagpasya ang Lumikha (Ganap) na hadlangan ang pag-access ng mga tao sa kaalaman ng nakaraan upang maiwasan ang mga negatibong pag-uulit sa pag-unlad ng sangkatauhan. Inaasahan niya na ang isang tao ay matutong kontrolin ang kanyang mga aksyon, na, sa kasamaang-palad, ay hindi pa nangyayari hanggang ngayon.

Planet Metaria

Sa panlabas, ito ay kahawig ng lupa, mayroong tubig, lupa, halaman, hayop. Ang mga pangunahing naninirahan ay ang mga Santinians. Sinusunod nila ang pag-unlad ng Earth, tinulungan ang sangkatauhan na pumasok sa Edad ng Aquarius, ngunit hindi aktibong nakikialam.

Ang Metaria ay katulad ng Earth, mayroon itong isang malaking kontinente at maraming mga isla na hinugasan ng mga karagatan. Ang buhay sa planeta ay hindi sa pisikal, ngunit sa espirituwal na eroplano.

Sa Metaria, maaari mong matugunan ang mga espiritu ng kalikasan, na nagpapanatili ng perpektong panahon. Ang mga devas ay nag-aalaga ng pagkain para sa mga nabubuhay na nilalang. Ibang-iba sa flora at fauna ng daigdig. Ang mga hayop ay matalino, hindi nangangailangan ng pagsasanay, hindi pagkain. Lahat ng mga Santinians ay mga vegetarian.

Walang mga lungsod sa Metaria sa aming pag-unawa. Sa buong planeta, ang mga tirahan ay pantay na itinayo ayon sa kalikasan, upang hindi makagambala sa mga Espiritu. May pare-parehong pamantayan ng buhay dito, may pamilyang hindi hihigit sa dalawang anak. Ang pagkamayabong ay kinokontrol ng mga makatwirang pangangailangan. Ang ilan sa mga naninirahan ay nakikibahagi sa paggalugad sa kalawakan, ang permanenteng populasyon ay umabot sa 3.5 bilyon at nanatiling hindi nagbabago sa loob ng maraming taon.

Ang pangunahing kaalaman sa Metaria ay ang dematerialization/materialization ng mga bagay. Kapag isiwalat ang pangunahing prinsipyo ng paggalaw sa oras at espasyo, ginagamit ang dematerialization, ngunit, tulad ng sinasabi nila, ang mga kinatawan ng lahi, hindi pa ito nangyari, dahil lahat ay tumatanggap ng responsibilidad sa lipunan, ang mga ganap na konsepto ng moral ay inilatag sa antas ng genetic. Ang mga Santinian ay mabait sa pagtulong sa mga taga-lupa, ngunit pagdating lamang ng panahon.

Ang mga lahi ng dayuhan ay may posibilidad na nasa isang estado ng kaligayahan, kung saan ang bawat indibidwal ay gumagawa ng perpektong pagpipilian nang walang anumang paghahanda (ebolusyon). Kaya, hindi sila nahaharap sa mga kahihinatnan tulad ng mga pagkakamali, kamangmangan, o pag-alam sa negatibo.

Iniulat ng mga contactees na ang lahi ng mga dayuhan sa Alpha Centauri ay nauuna sa amin sa pag-unlad, at ang pangunahing pagkakaiba ay hindi sa antas ng teknolohiya, ngunit sa prinsipyo ng organisasyon ng kamalayan. Gayunpaman, ang dayuhan na sibilisasyon ay palakaibigan, handang magbahagi ng mga tagumpay sa mga earthlings, kung ang kaalaman ay hindi nakadirekta upang sirain ang bawat isa.

Mga planeta mula sa konstelasyon na Centaurus sa pag-unlad ng mga siyentipiko (video)

Hindi natin alam kung kailan “darating ang panahon,” kaya ang mga siyentipiko sa buong mundo ay walang humpay na sumusulong, na lumilikha at naglulunsad ng malalakas na teleskopyo sa orbit upang makita kung ano ang imposibleng hulaan. Iminumungkahi ng mga astronomo na ang sistemang Alpha Centauri ay malamang na may mga planetang matitirhan, kailangan mo lang malaman kung saan hahanapin ang mga ito. Sa mga darating na dekada, malulutas ang misteryong ito.

Ayon sa mathematical calculations ng mga astrophysicist, ang mga planeta na umiiral sa naturang star system bilang Alpha Centauri ay dapat na matitirahan. Kinumpirma ito ng maraming artifact na nagsasabi tungkol sa mga Diyos na bumaba sa lupa mula sa isang mala-araw na sistema ng bituin. Sa ating kalawakan, tanging ang konstelasyon na Centaurus ang may triple star.

Noong 2016, salamat sa bilyonaryo ng Russia at Stephen Hogging, isang ambisyosong proyekto ang inilunsad upang lumikha ng panimula ng mga bagong satellite na bumuo ng mataas na bilis sa "solar sails". Ito ay dapat na lumikha ng isang fleet ng nanoships at ipadala ito sa Alpha Centauri.

Ang mga satellite, ang laki ng selyo ng selyo, ay bubuo ng napakalaking bilis sa "solar sails", na magbibigay-daan sa iyo na maabot ang bituin sa loob ng 20 taon. Ang mga Nanosatellite ay magpapadala ng mga litrato (bagaman kailangan nilang maghintay ng higit sa 4 na taon), katibayan na magpapahintulot sa mga siyentipiko na magpatuloy sa susunod na hakbang - pag-aayos ng isang tunay na ekspedisyon sa planeta.