Przełamująca wiązka światła Starshot jest naprawdę milionem laserów, które są szalone

Celem stojącym za inicjatywą Breakthrough Starshot o wartości 100 milionów dolarów jest przeszukiwanie Alpha Centauri (najbliższego systemu gwiezdnego na Ziemię, w odległości zaledwie 4,37 lat świetlnych) dla światów nadających się do zamieszkania i obcego życia. Jeśli zajmujesz się naukami kosmicznymi, to wiesz, że jest to dość logiczne rozszerzenie badań egzoplanet i zgodne z badaniami dotyczącymi poszukiwania życia pozaziemskiego. To, co sprawia, że ​​inicjatywa Starshot jest śmiała, wymaga tego statek kosmiczny podróżować ponad bilion mil, płynąc promieniem lasera o mocy 100 gigawatów i latarniami morskimi. Ten kawałek jest - delikatnie mówiąc - skomplikowany.

Jest wiele pytań na temat tego, jak zespół Breakthrough Starshot zamierza usunąć całą sprawę i wiele bardzo interesujących odpowiedzi. Ale jeśli chodzi o lightails, odpowiedzi zaczynają być dość cienkie. W środowisku naukowym panuje zgoda co do tego, że ze wszystkich przeszkód technologicznych związanych z projektem najbardziej istotne jest stworzenie wystarczająco mocnej wiązki światła.

Milner i firma chcą zbudować szeroką gamę laserów o długości kilku tysięcy kilometrów (na przykład tysiące i tysiące) na dużej wysokości i prawdopodobnie na pustyni. Następnie, gdy nadejdzie czas, aby odepchnąć nanokraft do Alpha Centauri, planują przesunąć przełącznik, aby wystrzelić wiązkę o mocy 100 gigawatów, która odpala statek kosmiczny z prędkością piątej prędkości światła. Gdyby to zadziałało, nasze nanoprojekty uderzyłyby w obrzeża Alpha Centauri w ciągu 20 lat.

Seth Shostak, dyrektor Centrum badań SETI w Instytucie SETI, nazywa „superduper laser” ambitną propozycją, ale także mówi Odwrotność pomysł istnieje już od jakiegoś czasu. Naukowcy od dłuższego czasu rozważają metody napędu laserowego - ostatnio wyobrażając sobie, jak taki system mógłby uzyskać statek kosmiczny na Marsa w ciągu zaledwie trzech dni.

A jednak taki pomysł ma nigdy wykroczył poza etap propozycji z kilku powodów. Jeden to koszt. Pojedynczy gigawat może zasilić 700 000 domów. To dużo energii i nie przychodzi tanio. Wyobraź sobie, że próbujesz zasilić system o mocy 100 gigawatów przez 20 lat. Nie musisz nic wiedzieć na temat efektywności energetycznej, aby wiedzieć coś takiego - przy obecnej technologii i tak będzie kosztować więcej niż PKB całych państw narodowych.

Druga to moc. Badacz NASA, Eduardo Bendek, który badał Alpha Centauri przez prawie całą swoją karierę i pracuje nad propozycją wysłania teleskopu kosmicznego, aby zbadać region, uważa, że ​​największym problemem Starshota jest wymyślenie, jak uniknąć „odparowania statku kosmicznego” z wiązką światła. Nanokraft ma zaledwie kilka gramów masy. Istnieje bardzo duże prawdopodobieństwo, że wystrzelenie na nich 100-gigawatowego lasera spowodowałoby ich odparowanie. Bendek przytacza poprzedni eksperyment w Lawrence Livermore National Laboratory, który rozpoczął reakcję termojądrową przy użyciu lasera o ułamku tej mocy. „Nie wiem, jak oni to zrozumieją” - mówi.

Starshot potwierdził ten niepokój, ale nie ujawnili szczegółów na temat tego, w jaki sposób zbudują solidny nanokraft. Może to być spowodowane tym, że mają do czynienia z kolejną, bardziej pilną sprawą, aby dowiedzieć się najpierw, jak dokładnie uzyskasz wiązkę światła o tak potężnej mocy.

David Kipping, astronom z Columbia University, mówi, że w tej chwili możemy budować tylko pojedyncze lasery o maksymalnej mocy jednego megawata. Skąd on wie? Kipping i jego współpracownik napisali niedawno artykuł, w którym zaproponowali zbudowanie systemu laserowego, który mógłby ukryć Ziemię przed inteligentnymi istotami pozaziemskimi szukającymi innych form życia. Chociaż jest to najprostsze urządzenie maskujące w tym dokumencie, wymaga czegoś około 30 megawatów, a zapotrzebowanie na energię nadal przewyższało zapotrzebowanie pojedynczego lasera. Laser o mocy jednego megawata znajduje się obecnie na skraju naszej zdolności inżynierskiej, co oznacza, że ​​wytwarzanie 100 gigawatów mocy wymagałoby układu miliona laserów.

Shostak szybko wskazuje, że wraz z postępem technologii nie jest nie do pomyślenia, że ​​moc lasera może podwajać się co pięć lat. W ciągu zaledwie 10 lat można wyprodukować 100-gigawatową wiązkę światła z zaledwie jedną czwartą laserów, których dziś potrzebujemy. To wciąż wiele cholernych laserów

Propozycja Kippinga podniosła alternatywne zastosowanie głównego systemu laserowego: działałaby jak latarnia, by pomóc istotom pozaziemskim znaleźć nas. Coś tak masywnego jak wiązka światła Starshota może teoretycznie pomóc nam ukryć planetę, ale wypychanie obiektów w przestrzeń kosmiczną ujawniłoby naszą obecność, mówi. Ponadto Kipping twierdzi, że technologia Starshot prawdopodobnie doprowadzi do tzw. „Wycieku lasera”, którego nie można powstrzymać. To nadmiar światła działałby jak ognisko promieniujące w lesie w nocy. Nawet gdyby nanokraft nie mógł znaleźć niczego w Alpha Centauri, Starshot i tak mógłby osiągnąć swój cel, sprowadzając do nas kosmitów.

Jest oczywiście dużo pracy, którą trzeba wykonać, aby przejść do propozycji wiązki światła, zanim będziemy jeszcze bliscy zobaczenia jej niewielkiej wersji. Ale Kipping podkreśla, że ​​nie należy nazywać niczego niemożliwym. „Mimo wyzwań nie powinniśmy na to wpadać” - mówi. „Lasery będą niewątpliwie ważną częścią tego, jak prowadzimy podróże kosmiczne i poprawiamy nasze życie tutaj na Ziemi. Myślę, że to świetnie, że traktujemy ten pomysł poważnie. ”