Směr Alfa Centauri! Vše, co jste chtěli vědět o největší vědecké misi lidstva

Výzkumný a technický program za 100 milionů USD má ambici dokázat správnost konceptu využití světelného paprsku k pohonu několikagramové „nanolodě", která má dosáhnout 20 procent rychlosti světla. Potenciální přeletová mise by mohla dosáhnout Alfa Centauri přibližně 20 let po svém startu.

Mark Zuckerberg vstupuje do správní rady

K internetovému investorovi a filantropovi v oblasti vědy Yuri Milnerovi se dnes v observatoriu One World připojil renomovaný kosmolog Stephen Hawking, aby spolu oznámili novou průlomovou iniciativu zaměřenou na prozkoumání vesmíru a hledání života na něm.

Breakthrough Starshot je výzkumný a technický program za 100 milionů USD, jehož cílem je dokázat správnost konceptu pohonu lehkých „nanolodí" dosahujících 20 procent rychlosti světla a zachytávajících snímky možných planet a jiná vědecká data z prostředí našeho nejbližšího hvězdného systému Alfa Centauri už 20 let po svém startu.

Program bude řídit Pete Worden, bývalý ředitel výzkumného centra NASA AMES s pomocí poradního výboru složeného ze světových vědeckých kapacit a techniků. Ve správní radě budou Stephen Hawking, Yuri Milner a Mark Zuckerberg.

Ann Druyan, Freeman Dyson, Mae Jemison, Avi Loeb a Pete Worden byli taktéž přítomni při zveřejnění tohoto oznámení.

Při příležitosti dnešního 55. výročí prvého letu Jurije Gagarina do vesmíru a déle než půlstoletí po prvém letu na Měsíc se mise Breakthrough Starshot připravuje na další velký skok: ke hvězdám.

Breakthrough Starshot

Hvězdný systém Alfa Centauri je od nás vzdálený 25 bilionů mil (4,37 světelných let). I současná nejrychlejší raketa by tak daleko letěla přibližně 30 000 let. Breakthrough Starshot má dokázat, že nanoloď o hmotnosti několika gramů a poháněná světelným paprskem může letět až tisíckrát rychleji. Přístupy ze Silicon Valley tak pronikají do vesmírných výprav a pomáhají využívat mnohé technologické výhody, které vznikly od začátku 21. století.

1. Nanolodě

Nanolodě jsou robotické rakety o hmotnosti několika gramů, které sestávají ze dvou hlavních částí:

1. StarChip: Moorův zákon umožnil obrovský pokles velikosti mikroelektronických komponentů. Vzniká tak možnost vytvoření mini-kapsuly vybavené fotoaparáty, fotonovým motorem, zásobou energie, navigací a komunikačním zařízením, a tím zkonstruovat plně funkční vesmírnou sondu.
2. Lehká raketa: Pokrok v nanotechnologii produkuje stále tenčí a lehčí metamateriály s příslibem vyvinutí rakety o velikosti několika metrů, tloušťce několika stovek atomů a hmotnosti několika gramů.

2. Světlomet

Stoupající výkon a klesající cena laserů vedou v souladu s Moorovým zákonem k výraznému pokroku ve využívání světelných paprsků. V současnosti je možné fázované soustavy laserů („světlomety") potenciálně škálovat až na úroveň 100 gigawattů.

Breakthrough Starshot chce výhody velkovýroby proměnit na astronomické výhody. StarChip je možné produkovat v rámci velkovýroby za cenu jednoho iPhonu a potom ho odeslat na misi v obrovských počtech, které by zajistily hromadné pokrytí. Světlomet je modulární a škálovatelný. Když bude zkonstruován a když dozraje technologie, náklady na každý start by měly klesnout na několik statisíc dolarů.

Cesta ke hvězdám

Fáze výzkumu a vývoje bude podle očekávání trvat několik let. Na to, aby bylo nakonec možné misi na Alfa Centauri uskutečnit, bude potřeba získat finanční objem srovnatelný s největšími vědeckými experimenty současnosti, což by zahrnovalo:

• Vybudování pozemního světlometu o délce několika kilometrů ve vysoké nadmořské výšce a v suchých podmínkách
• Produkci a uskladnění několika gigawatt-hodin energie pro každý start
• Vypuštění „mateřské lodě" s nákladem tisíce nanolodí do vysokého orbitu
• Využití adaptivní optické technologie v reálném čase pro kompenzaci atmosférických vlivů
• Zaměření světlometu na lehkou raketu z důvodu zrychlení jednotlivých nanolodí až na cílovou rychlost během několika minut
• Zohlednění kolizí s mezihvězdným prachem během cesty k cíli
• Zachycení snímků planet a jiných vědeckých dat a jejich zpětné odeslání na Zemi pomocí kompaktního palubního laserového komunikačního systému
• Použití stejného světlometu, který odstartoval nanolodě pro příjem jejich dat v průběhu 4 let.

Tyto a další systémové požadavky představují zásadní technické výzvy, o kterých se dozvíte více na www.breakthroughinitiatives.org. Klíčové konstrukční prvky navrhovaného systému jsou však už dnes dostupné nebo budou za přiměřených okolností na dosah v blízké budoucnosti.

Navrhovaný světelný pohonný systém představuje škálu, která výrazně přesahuje jakýkoliv současný srovnatelný systém. Samotná povaha projektu vyžaduje globální spolupráci a podporu.

Svolení ke startu bude potřebné od všech relevantních vládních a mezinárodních organizací.

Dodatečné možnosti

S rozvojem technologie potřebné k mezihvězdným cestám se objeví další možnosti, jako například:

• Hlubší prozkoumání slunečního systému
• Použití světlometu jako teleskopu o délce několika kilometrů pro astronomická pozorování
• Zachycení asteroidů křižujících Zemi v obrovských vzdálenostech.

Potenciální planety v systému Alfa Centauri

Astronomové s velkou pravděpodobností předpokládají, že v „obyvatelné zóně" systému tří hvězd o názvu Alfa Centauri existují planety podobné Zemi. V současnosti se budují a zdokonalují pozemní a vesmírné vědecké nástroje, které budou brzy schopné identifikovat a charakterizovat planety v okolí blízkých hvězd.