Войти
24 августа 2016 года ESO провела пресс-конференцию, на которой обсуждались анонсы экзопланеты Proxima b в штаб-квартире в Германии. На этом снимке Пит Уорден выступает с речью. Breakthrough Starshot - это исследовательский и инженерный проект Breakthrough Initiatives, направленный на разработку доказательства- concept флот из легких парусов космических кораблей под названием Spaceprobe, способных совершить путешествие к звездной системе Альфа Центавра на расстоянии 4,37 световых лет. Он был основан в 2016 году Юрием Милнером, Стивеном Хокингом и Марком Цукербергом.
. Был предложен пролетный полет к Проксиме Центавра b, размером с Землю экзопланетой в обитаемой зоне своей родительской звезды Проксима Центавра в системе Альфа Центавра. При скорости от 15% до 20% от скорости света потребуется от двадцати до тридцати лет, чтобы завершить путешествие, и примерно четыре года, чтобы послать ответное сообщение с космического корабля на Землю.
Концептуальные принципы реализации этого проекта межзвездного путешествия были описаны в «Дорожной карте межзвездного полета» Филиппа Любина из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. Для отправки легкого космического корабля используется многокилометровая фазированная антенная решетка управляемых лучом лазеров с комбинированной выходной когерентной мощностью до 100 GW.
О проекте было объявлено 12 апреля 2016 года на мероприятии, проведенном в Нью-Йорке физиком и венчурным капиталистом Юрием Мильнером вместе с космологом Стивеном Хокингом, который был членом совета директоров этих инициатив. Среди других членов совета директоров Facebook генеральный директор Марк Цукерберг. Проект имеет первоначальное финансирование в размере 100 миллионов долларов США для начала исследования. Милнер оценивает окончательную стоимость миссии в 5–10 миллиардов долларов и оценивает, что первый аппарат может быть запущен примерно к 2036 году. Пит Уорден - исполнительный директор проекта и Гарвард профессор Ави Лоеб возглавляет консультативный совет проекта.
Управленческий и консультативный комитет
Программа Breakthrough Starshot призвана продемонстрировать доказательство концепции для ультра -быстрый, управляемый светом нанокосмический корабль, и заложит основу для первого запуска к Альфе Центавра в следующем поколении. Вторичные цели - исследование Солнечной системы и обнаружение астероидов, пересекающих Землю. Космический корабль пролетит и, возможно, сфотографирует любые земные миры, которые могут существовать в системе.
Европейская южная обсерватория (ESO) объявила об обнаружении планеты, вращающейся вокруг третьей звезды в системе Альфа Центавра, Проксима Центавра в августе 2016 года. Планета, называемая Проксима Центавра b, вращается в пределах обитаемой зоны своей звезды. Это может быть целью одного из проектов Breakthrough Initiatives.
В январе 2017 года Breakthrough Initiatives и Европейская южная обсерватория начали сотрудничество по поиску пригодных для жизни планет в соседней звездной системе Альфа Центавра. Соглашение включает прорывные инициативы, обеспечивающие финансирование модернизации прибора VISIR (визуализатор VLT и спектрометр для среднего инфракрасного диапазона) на Очень большом телескопе (VLT) ESO в Чили. Это обновление повысит вероятность обнаружения планет в системе.
Концепция солнечного паруса Концепция Starshot предусматривает запуск на большую высоту «материнского корабля », несущего около тысячи крошечных космических кораблей (в сантиметрах) Земная орбита для развертывания. Затем фазированная антенная решетка наземных лазеров фокусировала бы световой луч на парусах корабля, чтобы один за другим разгонять их до целевой скорости в течение 10 минут со средним ускорением порядка 100 км / с (10,000 ɡ ), и энергия освещения порядка 1 ТДж передается на каждый парус. Предполагается, что предварительная модель паруса имеет площадь 4 м × 4 м. На презентации модели системы Starshot в октябре 2017 года были рассмотрены круглые паруса и было обнаружено, что капитальные затраты на направление луча минимизируются за счет диаметра паруса 5 метров.
Планета размером с Землю Проксима Центавра b является частью системы Альфа Центавра обитаемых зон. В идеале Breakthrough Starshot должен был бы нацелить свой космический корабль в пределах одной астрономической единицы (150 миллионов километров или 93 миллиона миль) от этого мира. С такого расстояния камеры корабля могут захватывать изображение с достаточно высоким разрешением, чтобы различить особенности поверхности.
Флот будет иметь около 1000 космических кораблей. Каждый из них, называемый StarChip, будет очень маленьким транспортным средством сантиметрового размера и весом в несколько граммов. Они будут приводиться в движение решеткой наземных лазеров мощностью 10 кВт с общей мощностью до 100 ГВт. Рой из около 1000 единиц компенсировал бы потери, вызванные столкновениями межзвездной пыли на пути к цели. В подробном исследовании 2016 года Тим Хоанг и соавторы обнаружили, что смягчение столкновений с пылью, водородом и галактическими космическими лучами может быть не такой серьезной инженерной проблемой, как первая мысль.
Легкая тяга требует огромной мощности: лазер с мощностью в гигаватт (примерно такая же мощность, как у большой атомной электростанции) будет производить всего несколько ньютонов из тяги. Космический корабль компенсирует низкую тягу, имея массу всего несколько граммов. Камера, компьютер, коммуникационный лазер, ядерный источник энергии и солнечный парус должны быть миниатюризированы, чтобы соответствовать пределу массы. Все компоненты должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать экстремальное ускорение, холод, вакуум и протоны. Космическому кораблю предстоит пережить столкновения с космической пылью ; Starshot ожидает, что каждый квадратный сантиметр фронтального поперечного сечения будет сталкиваться на высокой скорости примерно с тысячей частиц размером не менее 0,1 мкм. Сфокусировать набор лазеров мощностью в сто гигаватт на солнечный парус будет сложно из-за атмосферной турбулентности, поэтому есть предложение использовать космическую лазерную инфраструктуру. Согласно The Economist, по крайней мере, дюжина готовых технологий необходимо будет улучшить на порядков.
Spaceprobe - это имя, используемое Инициативы прорыва для очень маленького, сантиметрового, граммового, межзвездного космического корабля, предусмотренного для программы Breakthrough Starshot, предполагаемой миссии по запуску флота из тысячи человек. Космические зонды в пути к звездной системе Альфа Центавра, ближайшей внесолнечной звезде, примерно в 4,37 световых годах от Земли. Путешествие может включать облет Проксимы Центавра b, экзопланеты размером с Землю , которая находится в обитаемой зоне своей звезды.. Планируется, что сверхлегкий роботизированный наноплан Spaceprobe, оснащенный легкими парусами, будет путешествовать со скоростью 20–15% от скорости света, что займет от 20 до 30 лет. достичь звездной системы, соответственно, и около 4 лет, чтобы уведомить Землю об успешном прибытии. Концептуальные принципы, обеспечивающие практическое межзвездное путешествие, были описаны в «Дорожной карте межзвездного полета» Филиппа Любина из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, который является советником проекта Starshot.
В июле 2017 года ученые объявили, что предшественники космического зонда, получившие название Sprites, были успешно запущены и пролетели через ракету-носитель полярных спутников ISRO из Сатиша Дхавана. Космический центр. Спрайты также должны были быть запущены в ходе миссии KickSat -2, которая была запланирована на ноябрь 2018 года.
Ожидается, что каждый наноплан Spaceprobe будет нести миниатюрные камеры и навигационное оборудование., аппаратура связи, фотонные двигатели и источник питания. Кроме того, каждое нанокрафт будет оснащено лёгким парусом метровой шкалы, сделанным из легких материалов, с массой в граммах.
Пять суб- Предусмотрены шкалы граммов цифровые камеры, каждая с минимальным разрешением 2- мегапикселей .
Четыре дополнительных В масштабе грамма планируются процессоры.
Четыре фотонных двигателя масштаба субграмм, каждый из которых минимально способен работать на диоде мощностью 1 Вт лазер уровня, запланированы.
Атомная батарея на 150 мг , питаемая плутонием-238 или америцием-240.
Покрытие, возможно, сделанное из бериллиевой меди, планируется для защиты нанокрафта от столкновений пыли и атомная частица эрозия.
Предполагается, что легкий парус будет иметь размер не более 4 на 4 метра (13 на 13 футов).), возможно, из композита на основе графена материал. Материал должен быть очень тонким и иметь возможность отражать лазерный луч, поглощая при этом лишь небольшую часть падающей энергии, иначе парус испарится. Световой парус может также использоваться в качестве источника энергии во время полета, поскольку при столкновении с атомами межзвездной среды будет выделяться мощность 60 Вт / м.
Лазерный коммуникатор, использующий световой парус в качестве первичный отражатель будет обеспечивать скорость передачи данных 2,6-15 бод на ватт передаваемой мощности на расстоянии до Альфы Центавра, если принять во внимание приемный телескоп на Земле диаметром 30 м.
В таблице ниже перечислены возможные целевые звезды для подобных путешествий с фотографией. Время полета - это время полета космического корабля до звезды, а затем на орбиту вокруг звезды (с использованием давления фотонов в маневрах, подобных аэродинамическому торможению ).
| Имя | Время прохождения. (лет) | Расстояние. (ly ) | Светимость. (L☉ ) |
|---|---|---|---|
| Проксима Центавра | 121 | 4,2 | 0,00005 |
| α Центавра A | 101,25 | 4,36 | 1,52 |
| α Центавра B | 147,58 | 4,36 | 0,50 |
| Сириус А | 68,90 | 8,58 | 24,20 |
| Процион А | 154,06 | 11,44 | 6,94 |
| Вега | 167.39 | 25.02 | 50.05 |
| Altair | 176.67 | 16.69 | 10.70 |
| Fomalhaut A | 221,33 | 25,13 | 16,67 |
| Денебола | 325,56 | 35,78 | 14,66 |
| Кастор A | 341,35 | 50,98 | 49,85 |
| Эпсилон Эридани | 363,35 | 10,50 | 0,50 |
Немецкий физик Клавдий Грос предложил использовать технологию инициативы Breakthrough Starshot на втором этапе для создания биосферы из одноклеточных микробов. на временно обитаемых экзопланетах. Зонд Genesis будет двигаться с меньшей скоростью, примерно 0,3% от скорости света. Следовательно, его можно замедлить с помощью магнитного паруса.
