Навіщо Цукербергу Альфа Центавра

Схоже, людство всерйоз готується до міжзоряним подорожам. Днями представники американського космічного агентства NASA оголосили про початок випробувань нових технологій і старті декількох проектів з освоєння Сонячної системи і далекого космосу.

Серед найбільш амбіційних ідей NASA — використання астероїдів в якості космічних кораблів. Ініціатором проекту RAMA (Reconstituting Asteroids into Mechanical Автоматів) став співзасновник компанії Made In Space Джейсон Данн, до того створив 3D-принтер для використання на борту МКС. В рамках RAMA на астероїд відправлять все необхідне обладнання, щоб перетворити його, використовуючи ресурси самого небесного тіла, в автономний космічний корабель. Будівництвом будуть займатися дистанційно керовані з Землі роботи. Модернізований астероїд можна буде використовувати не тільки для космічних подорожей, але і як засіб для запобігання зіткнень з Землею небезпечних небесних об'єктів, а також проведення наукових досліджень і експериментів. Звучить така ідея досить дивно, але представники NASA виділили на початкову її розробку $100 тис. Якщо проект отримає техніко-економічні обґрунтування, Данну і його команді дадуть ще $500 тис. на розвиток концепції протягом майбутніх двох років.

Стільки ж коштів піде на підтримку низки інших, не менш фантастичних планів, відібраних в рамках спеціального конкурсу NASA щодо розвитку унікальних космічних технологій. Наприклад, агентство також фінансує створення автономних підводних апаратів, які будуть занурюватися в товщу крижаній поверхні планет через жерла вулканів. Покладають надію в NASA і на мікробів, здатних переробити елементи старих космічних кораблів таким чином, щоб використовувати їх для будівництва нових. Подібні конкурси агентство проводить не вперше: так, в минулому році NASA виділило на впровадження неординарних космічних проектів $3,5 млн.

Цікаво, що деякі з сміливих ідей дійсно реалізуються. Так, минулого тижня почали тестувати електричний парус E-Sail HERTS (Heliopause Electrostatic Rapid Transit System), розроблений конструктором Пекки Янхуненом з Фінського метеорологічного інституту. Згідно з попередньою оцінкою за допомогою такого апарата можна досягти дальньої межі Сонячної системи всього за 10 років, в той час як всі існуючі технології дозволяють долетіти туди мінімум за 30.

Електричний парус складається з алюмінієвих проводів довжиною понад 20 км, пропускають електричний струм. На їх перетині — в центрі вітрила — розміщені наукове обладнання і системи зв'язку з земними лабораторіями. За словами наукового керівника проекту HERTS E-Sail Брюса Вигмана, рух безпаливної вітрила забезпечують частинки сонячного вітру — сонячні протони. Відштовхуючи їх у зворотному напрямку, електрична станція отримує постійну тягу і розвиває величезну швидкість. Такі електричні кораблі можна робити різного розміру, а відповідно, швидкість їх буде різною — все залежить від мети місії. Наприклад, щоб подолати відстань від Сонця до Землі доведеться E-Sail в 600 кв. км, а в глибокий космос полетять на апараті приблизно в 1200 кв. км. Тестування E-Sail буде проходити протягом двох років на території Центру космічних польотів NASA. Отриману в ході випробувань інформацію використовують для удосконалення конструкції вітрила.

Альтернативну ідею дослідження околиць Сонячної системи і прилеглих зірок запропонував астрофізик з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі Філіп Любін. Суть розробки в тому, щоб зібрати на навколоземній орбіті величезну лазерну систему і використовувати її для розгону мініатюрних космічних зондів до швидкості світла. Установку можна побудувати і на Землі, але околоземная орбіта — саме відповідне місце, оскільки атмосфера розсіює лазерне випромінювання і від нього нагрівається. Технологія аналогічна тій, яка використовується в сонячних вітрилах, але лазери в даному випадку замінюють Сонце: випромінювання від них може бути набагато сильніше. Любін стверджує, що завдяки точній фокусуванні і синхронізації роботи системи лазерні вітрила отримають в 100 тис. разів більше енергії, ніж від світила, а відповідно, швидкість таких апаратів буде набагато вище сонячних аналогів. Причому, як виявилося, ідею можна хоч завтра втілити в реальність: необхідні технології вже існують.

Інженери з Каліфорнійського університету створили на їх основі модульні лазери DE-STAR (Directed Energy System for Targeting of Asteroids and ExploRation) різної потужності. Так, сама слабка установка DE-STAR-1 — це система лазерів площею 100 кв. м, а найпотужніша — DE-STAR-4 — займає 100 кв. км. Остання дозволяє долетіти з Землі на Марс супутнику CubeSat за вісім годин, а космічний корабель масою 10 т досягне Червоної планети за місяць. Для порівняння, за допомогою ракети це можна зробити за вісім місяців.

Вітрильні технології надихнули ексцентричного мільярдера Юрія Мільнера, який з минулого року став вкладати кошти у пошук інопланетян. Цього разу разом з фізиком Стівом Хокінгом він створив проект Breakthrough Starshot, що передбачає будівництво першого в світі нанокорабля, який за 20 років долетить до зоряної системи Альфа Центавра. Щоб туди дістатися, найшвидшого з існуючих космічних апаратів потрібно кілька тисяч років.

Навколо зірок поруч з нашою Сонячною системою обертаються й інші планети, багато з яких за умовами життя схожі на Землю. В майбутньому, якщо людство забажає залишити Сонячну систему, теоретично воно може переселитися на одну з таких планет. Найближча зірка до нашої Сонячної системи — це Проксима Центавра, що є частиною потрійний зоряній системи Альфа Центавра. На думку вчених, в її планетарній системі може бути життя чи умови для життя. Ця ідея надзвичайно сподобалася Мільнеру і Хокінгу, які вирішили для польоту на Проксиму побудувати космічний наносудно StarChip вартістю $100 млн.

По ходу розвитку ідеї в раду разом з авторами Breakthrough Starshot увійшов також голова Facebook Марк Цукерберг. Він вважає, що принципово важливо розвивати технології, що дозволяють освоювати далекі космічні простори. Це дасть змогу знайти потенційні місця для життя, а можливо, і позаземний розум. Крім того, можна буде краще вивчити незрозумілі поки що науці космічні процеси і явища. А в ході реалізації таких проектів напевно з'являться інновації, які здійснять технологічну революцію на Землі.

StarChip — це крихітний апарат з лазерними вітрилами, здатний розвинути величезну швидкість (більше 160 млн км/год) і досягти Альфа Центавры в рекордно короткий термін. Нинішні нанотехнології дозволяють встановити на апарат масою в кілька грамів камери, блок живлення, прилади зв'язку і навігації, фотонні двигуни і оснастити його вітрилом метрової ширини. Якщо запустити в космос сотні таких нанороботів, вони зберуть і відправлять на Землю цінну інформацію. Працює пристрій за принципом згаданого DE-STAR: летить на енергії світла, подталкиваемое прикріпленим до нього лазерним вітрилом. Джерелом світлового променя стане наземна лазерна система в 100 млрд ват. Зрозуміло, якщо все вийде, StarChip можна буде відправляти на будь-які планети і зірки, в тому числі ближні, отримуючи інформацію про них протягом кількох годин.

Мільнер слів на вітер не кидає: він вже зібрав для реалізації проекту команду провідних світових вчених і інженерів, яку очолить колишній голова дослідницького центру Еймса в NASA Піт Уорден. Передбачається, що загальна вартість проекту буде порівнянна з такими масштабними науковими експериментами, як Великий адронний коллайдер.