Na Kalifornské univerzitě v Santa Barbara vědci z UCSB Experimental Cosmology Group (ECG) v současné době pracují na způsobech, jak dosáhnout snu o mezihvězdném letu. Pod vedením profesora Philipa Lubina skupina věnovala značné úsilí úsilí o vytvoření mezihvězdné mise sestávající z lehké plachty s řízenou energií a kosmické lodi waferového měřítka (WSS) „wafercraft“.
Pokud všechno půjde dobře, bude tato kosmická loď schopna dosáhnout relativistických rychlostí (část rychlosti světla) a během našich životů se dostat k nejbližšímu hvězdnému systému (Proxima Centauri). Nedávno ECG dosáhlo významného milníku tím, že úspěšně otestovalo prototypovou verzi svého wafercraft (neboli StarChip). To spočívalo v odeslání prototypu balónem do stratosféry, aby se otestovala jeho funkčnost a výkon.
Start byl proveden ve spolupráci s námořní akademií Spojených států v Annapolisu 12. dubna 2019. Toto datum bylo vybráno tak, aby se krylo s 58. výročí orbitálního kosmického letu ruského kosmonauta Jurije Gagarina, což z něj učinilo prvního člověka, který se dostal do vesmíru . Zkouška spočívala ve spuštění prototypu na palubě balónu do nadmořské výšky 32 000 m nad Pensylvánií.
Jak vysvětlil prof. Lubin v rozhovoru s UCSB Aktuální:
"Je to součást procesu budování pro budoucnost a během testování každé části systému jej vylepšujete." Je součástí dlouhodobého programu vývoje miniaturní kosmické lodi pro meziplanetární a případně pro mezihvězdný let. “
Myšlenka StarChip je jednoduchá. Využitím pokroku v miniaturizaci mohli být všechny potřebné součásti průzkumné mise namontovány na kosmickou loď o velikosti lidské ruky. Složka plachty staví na konceptu sluneční plachty a na vývoji provedeném z lehkých materiálů; a společně přidávají kosmickou loď, která by mohla být urychlena až o 20% rychlosti světla.
V zájmu tohoto letu vědecký tým, který jej vytvořil, provedl StarChip řadou testů navržených k měření jeho výkonnosti v prostoru a schopnosti prozkoumat jiné světy. Kromě toho, že viděl, jak se to odrazilo ve stratosféře Země (třikrát vyšší než provozní strop letadel), prototyp shromáždil více než 4000 snímků Země. Jak Nic Rupert, vývojový technik v Lubinově laboratoři, vysvětlil:
„Byl navržen tak, aby měl mnoho funkcí mnohem větší kosmické lodi, jako je zobrazování, přenos dat, včetně laserové komunikace, určování polohy a snímání magnetického pole. Díky rychlému pokroku v mikroelektronice můžeme kosmickou loď zmenšit na mnohem menší formát, než tomu bylo dříve pro specializované aplikace, jako je ta naše. “
Zatímco StarChip na tomto letu bezchybně fungoval, před námi jsou obrovské technické překážky. S ohledem na zahrnuté vzdálenosti - 4,24 světelných let (40 bilionů km; 25 bilionů mil) - a skutečnost, že kosmická loď bude muset dosáhnout zlomku rychlosti světla, jsou technologické požadavky skličující. Jak Lubin řekl:
"Obyčejný chemický pohon, jako je ten, který nás přivedl na Měsíc téměř před 50 lety, trvalo téměř sto tisíc let, než jsme se dostali k nejbližšímu hvězdnému systému, Alpha Centauri." A dokonce i pokročilý pohon, jako jsou iontové motory, bude trvat mnoho tisíc let. Existuje pouze jedna známá technologie, která je schopna dosáhnout blízkých hvězd během lidského života a která používá samotné světlo jako pohonný systém. “
Jednou z největších výzev v tomto bodě je vytvoření laserového pole založeného na Zemi, které by bylo schopné urychlit laserovou plachtu. "Pokud máte dostatečně velké laserové pole, můžete ve skutečnosti tlačit oplatky laserovou plachtou, abyste dosáhli našeho cíle 20 procent rychlosti světla," dodal Rupert. "Pak bys byl v Alpha Centauri za něco jako 20 let."
Od roku 2009 skupina Experimentální kosmologie UCSB zkoumá a vyvíjí tento koncept v rámci programu NASA Advanced Concepts s názvem Starlight. Od roku 2016 získali značnou podporu od Průlomových iniciativ (neziskového programu průzkumu vesmíru vytvořeného Jurijem Milnerem) v rámci Průlomového Starshot.
Spíše než vytvoření jediné kosmické lodi tým doufá, že jejich výzkum povede k vytvoření stovek až tisíců oplatkových plavidel, které by mohly navštívit exoplanety v blízkých hvězdných systémech. Tyto kosmické lodě by zbavily potřebu pohonných hmot a dokázaly by se vydat na cestu za několik desetiletí, místo stovek či tisíciletí.
V tomto ohledu by tato kosmická loď mohla odhalit, zda život existuje v našich životech mimo Zemi. Další zajímavý aspekt projektu UCSB zahrnuje posílání života ze Země na jiné exoplanety. Konkrétně tardigrades a nematode c.
Tento aspekt jejich plánu není na rozdíl od návrhu Dr. Claudia Grosa z Institutu teoretické fyziky Goethe univerzity. Návrh, nazvaný „Projektová geneze“, požaduje, aby kosmická loď poháněná cílenou energií cestovala do jiných hvězdných systémů a semena všech „přechodně obyvatelných“ exoplanet, které tam jsou. Stručně řečeno, život by dostal skokový start na planetách, které jsou obyvatelné, ale ne obydlené.
Jak vysvětlil David McCarthy, postgraduální student na Katedře elektrotechniky a informatiky na UCSB, dostat se do bodu, kdy je vše možné, je velmi iterační proces. "Cílem těchto věcí je vědět, co chceme zahrnout do příští verze, do příštího čipu," řekl. "Začínáte s běžnými komponenty, protože můžete iterovat rychle a levně."
Po dokončení tohoto testu ve výšce usiluje skupina UCSB o příští rok suborbitální let. Mezitím pokroky v silikonové optice a integrované fotonice v měřítku destiček - částečně díky výzkumu prováděnému oddělením UCSB v elektrotechnice a počítačovém inženýrství - snižují náklady na hromadnou výrobu těchto malých kosmických lodí.
Kromě mezihvězdného cestování by tato technologie mohla usnadnit rychlé a levné mise na Mars a další místa v Sluneční soustavě. Lubin a jeho kolegové výzkumníci také roky strávili zkoumáním aplikací pro planetární obranu proti kometám, zmírňováním vesmírných zbytků, posilováním satelitů obíhajících kolem Země nebo vzdáleně napájejícími základnami sluneční soustavy. Pokud jde o směrovanou energii, možnosti jsou skutečně ohromující.
