Графеновый парус доставит космический зонд к Альфа Центавра за 90 лет

Предполагается, что достичь Альфа Центавра космический зонд с графеновым парусом сможет за 90 лет, ещё примерно 46 лет уйдёт на манёвры и изучение системы.
Иллюстрация Planetary Habitability Laboratory, Univesity of Puerto Rico at Arecibo.

Читайте нас в Telegram

В апреле 2016 года российский предприниматель Юрий Мильнер и британский космолог Стивен Хокинг объявили о старте громкого проекта по исследованию межзвёздного пространства. Проект называется Breakthrough Starshot и предполагает создание компактного наноспутника размером с почтовую марку (его назвали StarChip), передвигающегося с помощью лазерной тяги. Цель миссии – доставить аппарат к ближайшей звёздной системе Альфа Центавра, представляющей собой двойную звезду.

Напомним, что расстояние до неё составляет более 40 триллионов километров (это 4,37 световых года), и самому быстрому из существующих сегодня космических кораблей потребовались бы тысячи лет, чтобы преодолеть эту дистанцию. Однако если бы крошечный межпланетный зонд удалось разогнать до 1/5 скорости света, он долетел бы до звёздной системы всего за 20 лет.

Такова задумка учёных, и её осуществление уже началось. В декабре 2016 года мы рассказывали о том, как американские и корейские инженеры предложили защитить наноспутник от космической радиации.

Новая идея, которая, скорее всего, выльется в отдельный проект с той же целью, что у Мильнера и Хокинга, принадлежит учёным из Германии. По их словам, долететь до Альфа Центавра поможет гигантский световой парус, правда, потребуется ему на это больше времени, чем наноспутнику – примерно 140 лет.

Предполагается, что массивный парус площадью примерно в 100 тысяч квадратных метров (как две пирамиды Хеопса или 14 футбольных стадионов) будет изготовлен из графена – "тонкого и лёгкого, но мегажёсткого материала", как охарактеризовали его сами учёные. (Кстати, совсем скоро графен будет стоить не так уж дорого). Сверху парус покроют светоотражающим материалом, который поможет избежать воздействия света и тепла в непосредственной близости от звезды, а также защитит зонд в открытом космосе.

"В ближайшее время мы можем вступить в эпоху, когда человечество покинет свою звёздную систему и начнёт исследовать экзопланеты при помощи таких зондов", — заявил Рене Хеллер (Rene Heller) из Института изучения солнечной системы в Гёттингене (подразделение Института Макса Планка).

Вместе со своим коллегой Михаэлем Хиппке (Michael Hippke) астроном подсчитал, что гигантский парус сможет разогнать микрозонд массой в 10 граммов до скорости примерно в 20% от скорости света.

 

Предполагается, что достичь Альфа Центавра он сможет за 90 лет, после чего парус сблизится с самой большой звездой системы – Альфа Центавра А. Когда расстояние до неё составит примерно четыре миллиона километров, зонду придётся снизить скорость до 13800 километров в секунду (4,6% от скорости света), чтобы не пролететь мимо светила. Его притяжение и свет зонд использует для торможения и дальнейшего поворота в сторону других "обитателей" системы. Далее парусник начнёт использовать свет Альфа Центавра В для путешествия к экзопланете Проксима b, которая вращается вокруг красного карлика Проксима Центавра.

На эти манёвры и изучение звёздной системы может уйти примерно 46 лет.

По словам авторов работы, хотя времени для достижения цели паруснику и зонду потребуется больше, чем в случае Breakthrough Starshot, у их проекта есть и свои плюсы. В первую очередь – тот факт, что аппарат сможет взять на борт больше оборудования, которое передаст астрономам больше данных.

Хотя новый сценарий основан на математическом исследовании и компьютерном моделировании, аппаратное обеспечение паруса уже разрабатывается в лабораториях. Тем временем немецкие учёные связались с представителями проекта Starshot Мильнера и Хокинга, чтобы обсудить варианты совместной работы.

Подробнее задумка немецких учёных описана в научной статье, вышедшей в издании Astrophysical Journal Letters.

Сегодня