Niemieccy naukowcy proponują 150-letnią misję do Alfa Centauri i Proximy b

| Astronomia/fizyka
NASA

Przed niemal rokiem świat obiegła wiadomość, że grupa naukowców i przedsiębiorców chce wysłać pojazd do Alfa Centauri. W ramach Breakthrough Starshot na orbicie ziemskiej umieszczono by tysiące niezwykle lekkich żagli, do których miałyby zostać przyczepione niewielkie układy scalone zawierające kamery, czujniki, silniki odrzutowe i akumulatory. Następnie za pomocą potężnych naziemnych laserów każdy z pojazdów zostałby rozpędzony do 20% prędkości światła pomknąłby w stronę najbliższej nam gwiazdy poza Układem Słonecznym.

Jako, że początek misji zaplanowano na lata 40. bieżącego wieku, to pojazdy dotarłyby do gwiazdy w latach 60. Całość miałaby kosztować około 100 milionów dolarów. Szybko jednak okazało się, że koszty misji byłyby znacznie wyższe. Niewykluczone, że sięgnęłyby 10 miliardów USD. Kolejny problem stanowi prędkość pojazdów. Przy planowanej prędkości miałyby one jedynie kilka sekund, by wykonać zdjęcia Proximy b i ewentualnych innych planet znajdujących się w układzie Alfa Centauri.

Michael Hippke, niezależny badacz z Niemiec uważa, że Breakthrough Starshot to marnowanie pieniędzy. Bez sensu jest bowiem organizować misję, która do celu leciałaby kilkadziesiąt lat, a potem miałaby jedynie kilka sekund na zebranie użytecznych danych. Dlatego też wraz z Rene Hellerem, astrofizykiem z Instytutu Badań Układu Słonecznego im. Maksa Plancka w Göttingen Hippke opracował alternatywną koncepcję. Misję, która miałaby kosztować znacznie mniej, ale dostarczyć znacznie więcej danych naukowych.

Heller i Hippke proponują na łamach The Astrophysical Journal Letters, by zamiast budować kosztowny system laserowy do napędzenia pojazdów o niewielkich żaglach, stworzyć pojazd o znacznie większych żaglach, który będzie napędzany światłem gwiazd. Taki pojazd poruszałby się znacznie wolniej, mógłby za to odwiedzić wszystkie gwiazdy systemu Alfa Centauri i trafić na orbitę Proximy b.

Obaj badacze wyliczyli, że niezwykle lekki żagiel o powierzchni 100 000 metrów kwadratowych, który ważyłby około 100 gramów byłby w stanie napędzać pojazd dzięki światłu gwiazd oraz wykorzystać grawitację Alfa Centauri. W miarę zbliżania się do celu pojazd dostosowywałby pozycję swojego żagla tak, by jak najlepiej wykorzystać światło z Alfa Centauri.

Aby dotrzeć do planety Proxima b pojazd musiałby najpierw zbliżyć się do Alfa Centauri A i B. Tam zostałby wyhamowany przez światło gwiazd i dopiero wówczas udałby się w kierunku planety Proxima b. Jeśli Heller i Hippke nie pomylili się w obliczeniach, to pojazd nie może rozpędzić się do prędkości większej niż 4,6% prędkości światła. Jeśli będzie leciał szybciej, to nie zostanie wyhamowany i nie trafi na orbitę Proximy b. Naukowcy wyliczają, że jeśli wszystko poszłoby dobrze, to taki pojazd podróżowałby przez około 100 lat do Alfa Centauri A i B, a kolejne 50 lat zajęłoby mu dotarcie do planety i posadowienie się na jej orbicie. Podróż trwałaby około siedmiokrotnie dłużej niż w przypadku 20-letniej misji Starshot, jednak w zamian za to dane moglibyśmy zbierać przez lata lub nawet dekady, a nie przez sekundy - mówi Heller.

Pomysł Hellera i Hippke nie zostanie zrealizowany w najbliższym czasie. Naukowcy proponują bowiem, by wykorzystać zbiegnięcie się wszystkich trzech gwiazd systemu tak, że układają się one w płaszczyźnie przecinającej potencjalną trasę pojazdu wysłanego z Układu Słonecznego. Taka konfiguracja ma miejsce raz na 80 lat i następnym razem wystąpi ona w roku 2035. Jednak wówczas, jak zauważają naukowcy, ludzkość nie będzie dysponowała żaglem o odpowiednich właściwościach. Dlatego też stwierdzają, że najbardziej prawdopodobnym terminem rozpoczęcia proponowanej przez nich misji jest rok 2115.

Można oczywiście zapytać, po co wysyłać pojazd w kierunku Alfa Centauri, a potem kierować go na orbitę planety krążącej wokół Proxima Centauri. Może lepiej byłoby od razu wysłać go w kierunku Proxima Centauri? Obaj naukowcy wyliczyli jednak, że podróż w stronę znacznie słabiej świecącej Proxima Centauri, biorąc pod uwagę słabsze ciśnienie jej promieniowania i mniejsze możliwości wyhamowania pojazdu, trwałaby około 1000 lat.

Planowanie misji na kilka generacji naprzód może przynieść wiele korzyści. Co prawda my nie zobaczymy zdjęć z Proxima b, ale mogłyby obejrzeć je nasze wnuki i prawnuki. Warto też zauważyć, że wielka gwiazda Syriusz znajduje się z odległości jedynie nieco ponaddwukrotnie większej niż Alfa Centauri. Jako, że jest znacznie jaśniejsza od Słońca ma większe możliwości wyhamowania żagla, zatem lecący w jego kierunku pojazd mógłby poruszać się znacznie szybciej, zatem dotarcie do Syriusza w przewidywalnym czasie też jest realne.

Do koncepcji Hellera i Hippke nie jest przekonany Avi Loeb, astronom z Uniwersytetu Harvarda i przewodniczący Naukowego Komitetu Doradczego Breakthrough Starshot. Zauważa on, że wymagania dotyczące żagla są tak wyśrubowane, iż jego zbudowanie wcale nie musi być tańsze niż budowa potężnych naziemnych laserów. Nie wiadomo też, czy w ogóle można go zbudować. Ponadto, zauważa Loeb, Starshot planuje wysłanie tysiące pojazdów, z których każdy będzie miał kilka sekund na obserwacje, to w sumie mogą dostarczyć wielu danych. Nie można też pominąć aspektu psychologicznego – misja Starshot mogłaby rozpocząć się i zakończyć za naszego życia.

Autor:

Źródło: Scientific American

Breakthrough Starshot Alfa Centauri pojazd podróż żagiel Hippke Heller Proxima b