Dne 14. Července 2015 Nové obzory Mise vytvořila historii, když se stala první robotickou kosmickou lodí, která provedla průlet Plutem. 31. prosince 2018, to dělalo historii znovu tím, že byl první kosmická loď setkání s Kuiper pásovým objektem (KBO) - Ultima Thule (2014 MU69). Kromě toho Voyager 2 sonda se nedávno připojila ke své sesterské sondě (Voyager 1) v mezihvězdném prostoru.
Vzhledem k těmto úspěchům je pochopitelné, že návrhy na mezihvězdné mise jsou znovu posuzovány. Co by však taková mise znamenala a stojí to za to? Kelvin F. Long, spoluzakladatel Iniciativy pro mezihvězdná studia (i4iS) a hlavní zastánce mezihvězdného letu, nedávno vydal příspěvek, který podporuje myšlenku vyslání robotických misí do blízkých hvězdných systémů k provádění průzkumu na místě.
Příspěvek s názvem „Mezihvězdné sondy: výhody pro astronomii a astrofyziku“ se nedávno objevil online. Příspěvek shrnuje materiál, který Long představí na 47. sympoziu IAA o budoucích kosmických astronomiích a vědeckých misích sluneční soustavy - které je součástí 70. mezinárodního astronomického kongresu - 10. října 2019; konkrétně relace zabývající se strategiemi a plány vesmírné agentury.
Nejdříve nastiňuje, jak astronomie / astrofyzika (zejména v případě kosmických dalekohledů) a průzkum vesmíru pomocí robotických sond měly na náš druh velký dopad. Jak vysvětlil časopisu Space Magazine e-mailem:
„Astronomická snaha otevřela naše obzory znalostí o původu a vývoji sluneční soustavy, galaxie a širšího vesmíru. Je to činnost, kterou lidé prováděli po pravděpodobně desítky tisíc let, když jsme se dívali ke hvězdám, a povzbuzovali naši zvědavost. Nikdy jsme se nemohli dotknout hvězd, ale mohli jsme se na ně podívat a instrumentace nám dala možnost se na ně ještě blíže podívat. Potom objev elektromagnetického spektra nám pomohl pochopit vesmír takovým způsobem, jaký jsme nikdy předtím neudělali. ““
V současnosti je úsilí lidstva přímo studovat planety a nebeská tělesa výhradně na Sluneční soustavu. Nejvzdálenější robotické mise cestovaly ( Voyager 1 a 2 kosmické sondy) byly na vnějším okraji heliopause, na hranici mezi naší sluneční soustavou a mezihvězdným médiem.
Všechny tyto mise nás hodně naučily o planetární formaci, historii a vývoji naší sluneční soustavy ao planetě Zemi samotné. A v posledních desetiletích se rozmístění misí podobalo Hubble, Spitzer, Chandra, Kepler, a Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) odhalili tisíce planet mimo naši sluneční soustavu.
To přirozeně vedlo k obnovenému zájmu o montážní mise, které by mohly přímo prozkoumat mimozemské planety. Stejně jako mise POSEL, Juno, Svítání, a Nové obzory prozkoumali Merkur, Jupiter, Ceres a Vesta, respektive Pluto, tyto mise by byly zodpovědné za přemostění mezihvězdné propasti a za záblesky zpětných obrazů a dat vzdálených planet.
"[S] o otázkou je, zda jsme spokojeni, abychom se na ně dívali jen z dálky, nebo bychom tam chtěli jít?" řekl dlouho. „Vesmírné sondy nabízejí jasnou výhodu oproti dálkovému snímání na velké vzdálenosti, což je potenciál pro přímé vědecké výzkumy in situ na oběžné dráze nebo dokonce na povrchu. Ve vesmíru, kde je Země a dokonce i naše sluneční soustava zredukována na pouhou bledě modrou tečku mezi prázdnotou, bychom byli blázni, aby se to jednoho dne nezkoušeli. “
Vyhlídky na prozkoumání dalších solárních systémů však samozřejmě představují některé velké problémy, v neposlední řadě i náklady. Zkrátka, program Apollo stojí odhadem 25,4 miliard USD, což při úpravě o inflaci dosahuje 143,7 miliard USD. Odeslání lodi jiné hvězdě je tedy jako by narazilo na bilióny.
Jak však vysvětlil Long, všechny tyto výzvy lze shrnout do dvou kategorií. První se týká skutečnosti, že nám chybí nezbytná technologická vyspělost:
"Stejně jako všechny kosmické lodě, i mezihvězdná kosmická sonda bude potřebovat energii, pohon a další systémy, aby dosáhla své mise a úspěšně dosáhla svého cíle a získala svá data." Vytváření kosmických lodí, které dokážou dostatečně rychle dosáhnout cesty k nejbližším hvězdám v přiměřené době lidského života a také pohánět tyto pohonné systémy, není snadné a překračuje výkon jakékoli technologie, kterou jsme doposud uvedli do vesmíru několika objednávkami. velikosti. Základní principy, na kterých by tyto stroje fungovaly, jsou z fyzikálního a technického hlediska dobře známy. Vyžaduje to pouze soustředěný program úsilí, aby to bylo možné. “
Jak jsme se zmínili v předchozím příspěvku, trvalo by neuvěřitelně dlouhou dobu, než se pustili do nejbližší hvězdy. S využitím stávající technologie by kosmické lodi trvalo od 19 000 do 81 000 let, než se dostane k Alpha Centauri. I při použití jaderného pohonu (proveditelné, ale dosud nezkoušené technologie) by trvalo ještě 1000 let, než se tam dostane.
Druhou hlavní otázkou je podle Longa nedostatek politické vůle. V současné době planeta Země čelí mnoha problémům, z nichž největší jsou přelidnění, chudoba a změna klimatu. Tyto problémy dohromady znamenají v podstatě to, že lidstvo se bude muset postarat o potřeby dalších miliard lidí a zároveň se bude zabývat snižováním zdrojů.
"Vzhledem k konkurenčním problémům na Zemi se zdá, že dnes není důvod schvalovat výdaje na takové mise," řekl Long. "Objev exoplanety s potenciálně zajímavou biologií to samozřejmě může změnit." Existuje možnost, že se soukromý sektor pokusí o takové mise, ale je to pravděpodobné v budoucnosti, protože většina soukromého úsilí se zaměřuje na Měsíc a Mars. ““
Jedinou výjimkou z toho, vysvětluje Long, jsou Průlomové iniciativy. Projekt Starshot, jehož cílem je poslat sondu v gramovém měřítku společnosti Proxima Centauri za pouhých 20 let. To by bylo možné pomocí lehké plachty, kterou by lasery urychlily na relativistické rychlosti až 60 000 km / s (37 282 mps) nebo 20% rychlosti světla.
Podobný koncept mise je známý jako Projekt Vážka, koncept vyvinutý mezinárodním týmem vědců Tobias Häfner. Je zajímavé, že tento návrh se zrodil ze stejné koncepční studie, která inspirovala Starshot- který byl v roce 2013 hostitelem iniciativy pro mezihvězdná studia (i4iS).
Jako Starshot, Vážka koncept vyžaduje laserem řízenou světelnou plachtu, která by táhla kosmickou loď na relativistické rychlosti. Nicméně, Vážka kosmická loď by byla výrazně těžší než sonda v gramovém měřítku, což by umožnilo zahrnout více vědeckých nástrojů. Kosmická loď by po příjezdu také zpomalila magnetická plachta.
Zatímco mise, jako jsou tyto, se pravděpodobně budou vyvíjet v blízkosti 100 miliard dolarů, Long si jistě myslí, že to v oblasti cenové dostupnosti vzhledem k potenciálním výnosům. Když už mluvíme o výplatách, mezihvězdná mise by měla spoustu, všechny by byly poučné a vzrušující. Jak řekl Long:
„Příležitost provádět zblízka pozorování jiných hvězdných systémů by nám poskytla mnohem lepší pochopení toho, jak se formovala naše vlastní sluneční soustava, a také povahu hvězd, galaxií a exotických jevů, jako jsou černé díry, temná hmota a temná energie. Mohlo by to také poskytnout lepší předpovědi potenciálu pro systémy vyvíjející se život. “
Existuje také možnost, že vesmírné sondy provádějící mezihvězdné cesty relativistickou rychlostí objevují novou fyziku. V současné době vědci chápou vesmír z hlediska kvantové mechaniky (chování hmoty na subatomární úrovni) a obecné relativity (hmota na největším měřítku - hvězdné systémy, galaxie, superklastory atd.).
K dnešnímu dni, všechny pokusy o nalezení Velké unifikované teorie (GUT) - aka. Teorie všeho (TOE) - to by sloučilo tyto dvě myšlenkové školy selhalo. Dlouho tvrdí, že vědecké mise do jiných hvězdných systémů by mohly velmi dobře poskytnout novou syntézu, která by nám pomohla dozvědět se mnohem více o tom, jak vesmír funguje jako celek.
Ale samozřejmě, žádná zmínka o výplatách by nebyla úplná, aniž by byla zmíněna ta největší ze všech: nalezení života! I kdyby to byla jen kolonie mikrobů, vědecké důsledky by byly obrovské. Pokud jde o důsledky nalezení inteligentního druhu, důsledky by byly nezměrné. Také by vyřešilo nadčasovou otázku, zda je lidstvo ve vesmíru samo o sobě.
"Nalezení inteligentního života by bylo změnou hry, protože kdybychom byli zítra v kontaktu s takovým druhem a sdíleli si své znalosti s sebou, bude to mít hluboký dopad na naše vědy, ale také na naše osobní filozofie," řekl Long. "To je důležité při posuzování věkové otázky lidského původu."
Ale samozřejmě, hodně se musí stát, než by se takové mise mohly uvažovat. Pro začátečníky technologické požadavky, dokonce i pro technicky proveditelný koncept, jako je Starshot, je třeba řešit v dostatečném předstihu. Stejně jako všechna potenciální rizika spojená s mezihvězdným letem při relativistických rychlostech.
Především však budeme muset předem vědět, kam poslat tyto mise, abychom maximalizovali vědeckou návratnost naší investice. Zde bude hrát velkou roli tradiční astronomie a astrofyzika. Jak dlouho vysvětlil:
Před zahájením jakékoli mise na jiných hvězdných systémech bude nezbytné nejprve charakterizovat vědeckou hodnotu návštěvy těchto systémů před rukou, což bude vyžadovat astronomické pozorovací platformy pro velké vzdálenosti. Poté, co byly sondy spuštěny, pomohou také kalibrovat naše měření měřítka kosmické vzdálenosti, což také pomůže vylepšit naše astronomické nástroje. Je tedy jasné, že jakýkoli druh, který usiluje o osvícení o vesmíru a jeho místě v něm, by měl přijmout obě formy dotazování, protože se navzájem zlepšují.
Může to trvat mnoho desetiletí, než bude lidstvo připraveno věnovat čas, energii a zdroje interstelární misi. Nebo to může být jen otázkou let, než stávající návrhy vyřeší všechny technické a logistické problémy. Ať už je to mezihvězdná mise, v každém případě to bude významná a mimořádně historická událost.
A když začne odesílat zpět data z nejbližších hvězdných systémů, bude to událost, která nemá v historii obdoby. Kromě nezbytného technologického pokroku je zapotřebí pouze vůle uskutečnit zásadní investice.
