З року в рік людство все ближче та ближче наближається до «останнього рубежу» – космосу. Космічні станції на орбіті рідної Землі, супутники на геостаціонарній орбіті, дослідницькі апарати на поверхні комет та астероїдів, висадка на Місяць. Перефразовуючи слова Ніла Армстронга скажемо, що ці маленькі кроки окремих людей стають гігантськими стрибками для нас усіх. Проте, хоча наша Сонячна система і стає все тіснішою і тіснішою, а інші зорі ближчими не стають.
Якщо ви колись побуваєте у Південній півкулі Землі, то знайдіть на небозводі одну зірку – Рігіль Центаврус, третю за яскравістю зорю на небі. Серед людей вона більш відома під назвою Альфа Центавра (α Центавра). Насправді – це не єдина зоря, а система із трьох зірок. І вона найближча до нас зоряна система.
Здавалося, що до неї рукою подати. Всього то чотири з лишком світлові роки. Але найсучасніші космічні кораблі летітимуть до неї тисячі років. Та навіть за умови того, що ми досягнемо швидкості світла (а це 300 тисяч кілометрів на секунду), то летіти все рівно понад чотири років.
Інакше кажучи – повне фіаско, і здається, що ані ми, ані наші внуки та правнуки точно не дочекаються моменту підкорення людством іншої зірки.
Так, певно подумав і Філіпп Любін із Каліфорнійського університету. Його це трішки засмутило і науковець почав мислити над тим, щоб дещо пришвидшити наші космічні здобутки. Зібрав команду, вибив трішки грошенят на дослідження (100 млн у.о.) і почав розробляти проект найбільш реалістичного зорельота сучасності.
(Керівник наукової групи Філіпп Любін у свої лабораторії)
Велика проблема сучасного «зорельотства» полягає в тому, що принцип запуску та польоту ракети не мінявся з часу «Фау-2», німецької балістичної ракети, створеної Вернером фон Брауном: запускаєш ракету на рідкому паливі (можна ще додати твердопаливні прискорювачі) і вона летить. Потім ще з’явились ракети зі ступенями, які почергово від’єднувались в ході польоту.
Такі ракети важкі та за космічними мірками дуже повільні. Наприклад, дослідницький апарат НАСА «Нові горизонти», котрий був відправлений досліджувати Плутон набрав рекордну швидкість – 16,26 км/с. А швидкість світла – 300 000 000 км/с. Інакше кажучи, слабувато для того, щоб швиденько долетіти до зірок.
(Старт найпотужнішої зі всіх діючих колись ракет – трьох ступеневої «Сатурн-5». Її вага при старті була понад 2000 тонн)
І от пан Філіпп Любін, посидівши з колегами, каже, що зможе доставити дослідницький зонд до Альфи Центаври років так за двадцять.
Головна умова – зонд повинен важити менше одного грама. Отже, беремо міні-супутник, кріпимо до нього парус, на кшталт сонячного, направляємо на цю футуристичну машину суперлазер (або лазери) потужністю близько 100 ГВт. Оскільки зонд дуже легенький, то тиск лазера на парус дозволить розігнати апарат приблизно до 20% швидкості світла.
Звучить, звісно, круто. Пара десятків років до сусідньої зорі це вам не десятки тисяч років, але … Найменші супутники зараз – кубсати, і вага їхня не менше кілограма. Команда Любіна змогла зменшити вагу кубсата, але вийшло, що міні-супутник важить 100 грамів, а це – забагато.
(Міні-супутник кубсат)
Друга проблема – сонячний парус. Напрацювання у цій сфері доволі непогані, не дивлячись на те, що перший сонячний парус був протестований лише у 2010 році (японська місія «IKAROS»), а останній – у 2019 році (проект «LightSail-2»). Проте, «плавати» у космічному безмежжі під сонячним вітрилом не те саме, що набирати розгін лазером. Паруса тоненькі і легенькі, тиск фотонів мінімальний. А от імпульс лазеру потужністю 100 ГВт спопелить їх вмить. Тому треба відшукати матеріал не менш легкий, але при цьому в рази міцніший.
(Відкритий сонячний парус на фоні Землі)
Третя проблема – сам лазер. 100 ГВт – це вам не світло вдома увімкнути. Це колосальна енергія. Цей лазер буде потужністю, як 63 Дніпровські ГЕС. Наразі триває обговорення, чи це має бути один надпотужний випромінювач, чи безліч маленьких і слабших, сукупна потужність яких надасть потужний імпульс апарату. Також не слід забувати про вплив атмосфери: якщо лазерні випромінювачі будуть знаходитися на Землі, то атмосфера буде викривлювати та частково розсіювати енергію лазера. Є варіант із розміщенням лазерної установки на орбіті, але це тільки додасть труднощів.
Команда Любіна вирахувала приблизний час, коли вдасться відправити супутник до зірок – 2061 рік. Судячи зі всього сам Філіпп не доживе до цього часу (зараз йому 66 років), але його справа буде жити. І що-що, а на даний час – це найбільш реальний план швидкого подолання міжзоряного простору та торування власного зоряного шляху.
Сам науковець не дуже переймається з приводу труднощів, які чекають його попереду:
«Це не просто якась технологія для разового застосування. Не просто якась вундерфавля, яка відправиться до зірок. Відправка кубсатів до Європи (супутник Юпітера – авт.), швидкі пілотовані польоти на Марс, можливість утримувати космічні апарати на наднизьких орбітах протягом більш тривалого часу … ну або захист нашої планети від загрози астероїдів. Якщо ви не в змозі зрозуміти всієї широти цієї технології – то ви не зрозумієте всієї краси тих змін, які вона зробить можливими».
