Đột phá Starshot tìm kiếm bằng chứng về khái niệm cho sứ mệnh 100 triệu dặm mỗi giờ - sử dụng vật liệu nano đẩy nhẹ - để đạt được ngôi sao gần nhất trong 20 năm.
Ước mơ du hành tới các vì sao vẫn còn sống và tốt đẹp. Nghệ sĩ khái niệm thông qua BreakENCInitiatives.org.
Trong tháng này, tỷ phú công nghệ cao của Nga Yuri Milner và những người khác đã công bố Đột phá Starshot, một kế hoạch chi 100 triệu đô la để tiến một bước tiếp theo về phía du hành sao trong thời đại chúng ta. Họ sẽ sử dụng các quỹ để bắt đầu proof-of-concept nghiên cứu cho một sứ mệnh flyby 100 triệu dặm mỗi giờ để các-next gần hệ sao Alpha Centauri, nằm khoảng 4 năm ánh sáng hoặc 25 nghìn tỷ dặm (40 nghìn tỷ km) đi. Họ sẽ tìm kiếm xác nhận rằng nó có thể sử dụng chùm sáng 100 gigawatt để đẩy khoảng 1.000 siêu nhẹ nanocraft đến 20 phần trăm tốc độ ánh sáng. Nếu nó được chứng minh là có thể, đội tàu nano này có thể tiếp cận Alpha Centauri trong vòng khoảng 20 năm kể từ khi ra mắt.
Do tốc độ di chuyển hữu hạn của ánh sáng (bao gồm cả sóng vô tuyến), sau đó chúng tôi sẽ đợi 4 năm nữa để nghe lại từ bất kỳ nanocraft nào quét thành công qua hệ thống Alpha Centauri.
Kế hoạch đưa tàu con người của chúng ta vào không gian rộng lớn đang được dẫn dắt bởi cùng một tổ chức - vào tháng 7 năm 2015 - đã công bố một nỗ lực mới chưa từng có 100 triệu đô la trong Tìm kiếm Trí thông minh ngoài Trái đất (SETI). Tại trang web của mình, các sáng kiến đột phá mô tả chính nó như sau:
Một chương trình khám phá khoa học và công nghệ, thăm dò những câu hỏi lớn của cuộc sống trong vũ trụ: Có phải chúng ta đơn độc? Có những thế giới có thể ở được trong khu vực thiên hà của chúng ta? Chúng ta có thể thực hiện bước nhảy vọt lớn đến các ngôi sao? Và chúng ta có thể suy nghĩ và hành động cùng nhau - như một thế giới trong vũ trụ không?
Pete Worden, cựu giám đốc của Trung tâm nghiên cứu AMES của NASA, sẽ lãnh đạo Đột phá Starshot, được tư vấn bởi một ủy ban gồm các nhà khoa học và kỹ sư xuất sắc. Hội đồng quản trị bao gồm Yuri Milner, nhà vật lý Stephen Hawking và Mark s Zuckerberg. Ann Druyan, Freeman Dyson, Mae Jemison và Avi Loeb cũng tham gia vào thông báo tại Đài quan sát One World ở thành phố New York vào ngày 12 tháng 4 năm 2016.
Yuri Milner là một nhà tài trợ chính cho các sáng kiến đột phá. Ông là một nhà đầu tư sớm và đã tài trợ cho những nỗ lực lớn khác, ví dụ, giải thưởng lớn nhất trên thế giới trong lĩnh vực Khoa học sinh học và Khoa học đời sống, được gọi là Giải thưởng đột phá. Hình ảnh thông qua Rusnanotekh.com
Các nhà khoa học tin rằng có 3 ngôi sao trong hệ thống Alpha Centauri, mặc dù Proxima Centauri - ở độ sáng .2 cách xa hai ngôi sao kia và là ngôi sao gần nhất với mặt trời của chúng ta - có thể không bị ràng buộc về mặt vật lý. Minh họa bởi Ian Morrison, qua manyworlds.space
Mặc dù chỉ có một hành tinh được biết đến trong hệ thống Alpha Centauri, quay quanh Alpha Centauri B, bạn có thể đặt cược rằng - nếu chúng ta nhắm đến nanocraft ở đó - các nhà thiên văn sẽ chú ý tìm kiếm thêm các hành tinh trong hệ sao này gần đó.
Tại sao thiên đường chúng tôi đến thăm hệ thống Alpha Centauri? Đó là bởi vì 25 nghìn tỷ dặm là một chặng đường dài dài từ đây. Sử dụng công nghệ hiện có, tàu vũ trụ nhanh nhất hiện tại của chúng tôi sẽ cần khoảng 30.000 năm để đến đó, Breakrupt Starshot cho biết.
Nhưng tất cả các tàu vũ trụ hiện có đều rất to lớn và tương phản với các tàu nano cỡ gram - được đặt tên là StarChips - đang được đề xuất ở đây. Đột phá Starshot hy vọng sẽ xác định được liệu những con tàu nhỏ, nhẹ, trên những cánh buồm được đẩy bởi một chùm ánh sáng, có thể bay nhanh hơn hàng ngàn lần so với tàu vũ trụ nhanh nhất được chế tạo cho đến nay.
Điều tôi yêu thích ở khái niệm Starshot là nó thực sự có tầm nhìn xa, những bước nhảy vọt vượt xa những gì đã được đề xuất cho đến nay về du hành sao, và vẫn có cơ sở trong khoa học và công nghệ tiên tiến hiện nay. Starshot hình dung ra mắt một tàu mẹ mang 1.000 tàu vũ trụ nhỏ lên quỹ đạo cao độ. Mỗi nghề là một wafer quy mô gram, mang theo máy ảnh, máy đẩy photon, cung cấp năng lượng, thiết bị điều hướng và liên lạc, và cấu thành một tàu thăm dò không gian đầy đủ chức năng, theo nhóm Starshot.
Bộ điều khiển nhiệm vụ sẽ triển khai nanocraft - chúng trên đường - từng cái một. Một mảng laser trên mặt đất gọi là chùm ánh sáng sẽ được sử dụng để tập trung ánh sáng vào các cánh buồm của tàu, để tăng tốc cho từng tàu thủ công đến tốc độ mục tiêu trong vòng vài phút.
Bức ảnh đầu tiên về Trái đất từ vũ trụ, ngày 24 tháng 10 năm 1946, thông qua Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng / Phạm vi Tên lửa White Sands. Đọc thêm. Những hình ảnh đầu tiên thông qua nanocraft của hệ thống Alpha Centauri sẽ thô sơ, có lẽ giống như hình ảnh đầu tiên này của Trái đất?
Kế hoạch là dán bốn camera (hai megapixel mỗi camera) trên một con chip sẽ cho phép một số hình ảnh cơ bản. Dữ liệu sẽ được truyền trở lại Trái đất bằng ăng-ten dài hàng mét có thể thu vào, hoặc thậm chí có thể sử dụng đèn chiếu sáng để tạo điều kiện cho các liên lạc dựa trên laser có thể tập trung tín hiệu trở lại Trái đất.
Đột phá Starshot nói trong tuyên bố gần đây rằng kế hoạch của nó:
Tập đoàn mang đến cách tiếp cận Thung lũng Silicon cho du hành vũ trụ, tận dụng những tiến bộ theo cấp số nhân trong một số lĩnh vực công nghệ nhất định kể từ đầu thế kỷ 21.
Ví dụ, các đèn chiếu sáng sẽ được thực hiện nhờ những tiến bộ trong công nghệ nano đang sản xuất các siêu vật liệu ngày càng mỏng và nhẹ, mà, Đột phá nói:
Sự hứa hẹn sẽ cho phép chế tạo các cánh buồm có kích thước mét không quá vài trăm nguyên tử và có khối lượng gram.
Video dưới đây cho thấy một hình ảnh động của đề xuất chùm ánh sáng, một loạt các tia laser để cung cấp năng lượng cho đèn và cũng để nhận thông tin từ nanocraft.
Giai đoạn nghiên cứu và kỹ thuật cho Đột phá Starshot dự kiến sẽ kéo dài một vài năm. Philip Philip Lubin, cố vấn khoa học của dự án, nói với tạp chí Science vào ngày 27 tháng 4 rằng, trong giai đoạn ban đầu:
Sau đó, chúng tôi sẽ xây dựng một mảng laser nguyên mẫu trong lớp 10 đến 100 kilowatt, "chip sao" quy mô gram với hình ảnh và các cảm biến khác và hệ thống liên lạc laser, và các cánh buồm nguyên mẫu, cũng như khám phá nhiều thách thức kỹ thuật để xây dựng hệ thống đầy đủ.
Tiếp theo đó, việc phát triển sứ mệnh tối thượng cho Alpha Centauri sẽ đòi hỏi một ngân sách tương đương với các thí nghiệm khoa học lớn nhất hiện nay. Người đứng đầu dự án Pete Worden đã đề cập đến một con số của khoảng 10 tỷ đô la. Sự nỗ lực toàn diện sẽ liên quan đến:
Xây dựng một máy chiếu sáng quy mô km trên mặt đất ở độ cao lớn trong điều kiện khô ráo.
Tạo và lưu trữ một vài gigawatt năng lượng mỗi lần phóng.
Ra mắt một ‘mẹ con mang theo hàng ngàn vật liệu nano lên quỹ đạo cao độ.
Tận dụng công nghệ quang học thích ứng trong thời gian thực để bù đắp cho các hiệu ứng khí quyển.
Tập trung chùm ánh sáng vào hộp đèn để tăng tốc các vật liệu nano riêng lẻ đến tốc độ mục tiêu trong vòng vài phút.
Kế toán cho các vụ va chạm bụi giữa các vì sao trên đường đến mục tiêu.
Chụp ảnh của một hành tinh và các dữ liệu khoa học khác và truyền chúng trở lại Trái đất bằng hệ thống thông tin liên lạc laser trên tàu nhỏ gọn.
Sử dụng cùng một chùm ánh sáng đã đưa ra các công nghệ nano để nhận dữ liệu từ chúng hơn 4 năm sau đó.
Đột phá Starshot cũng có kế hoạch thiết lập một chương trình tài trợ nghiên cứu, để cung cấp nguồn tài trợ khác để hỗ trợ nghiên cứu và phát triển khoa học và kỹ thuật có liên quan. Yuri Milner, người sáng lập Sáng kiến Đột phá, cho biết:
Câu chuyện của con người là một trong những bước nhảy vọt. Chỉ 55 năm trước, Yuri Yuri Gagarin đã trở thành người đầu tiên lên vũ trụ. Hôm nay, chúng tôi đang chuẩn bị cho bước nhảy vọt tiếp theo, đến các vì sao.
Stephen Hawking nói:
Trái đất là một nơi tuyệt vời, nhưng nó có thể không tồn tại mãi mãi. Sớm hay muộn, chúng ta phải nhìn lên các vì sao. Đột phá Starshot là bước đầu tiên rất thú vị trên hành trình đó.
Pete Worden nói:
Chúng tôi lấy cảm hứng từ Vostok, Voyager, Apollo và các nhiệm vụ tuyệt vời khác. Đã đến lúc mở ra kỷ nguyên của chuyến bay giữa các vì sao, nhưng chúng ta cần giữ đôi chân của mình trên mặt đất để đạt được điều này.
Điểm mấu chốt: Đột phá Starshot - một phần của Sáng kiến Đột phá - đã công bố một kế hoạch vào tháng 4 năm 2016, đối với công nghệ nano quy mô gram trong nhiệm vụ tới Alpha Centauri, hệ thống sao gần nhất tiếp theo. Kế hoạch bao gồm thời gian di chuyển đến hệ sao này chỉ 20 năm Trái đất. Khoản đầu tư trị giá 100 triệu USD đã được cam kết cho các nghiên cứu bằng chứng trong những năm tới.