Sebbene le stelle siano molto distanti da noi, l'idea di volare verso di loro è una delle più affascinanti della storia umana. Finora rimane solo un'idea, ma l'interesse per essa non diminuisce e ogni anno compaiono nuovi ambiziosi progetti per la costruzione di astronavi. Inoltre, alcuni di essi potrebbero essere implementati nel prossimo futuro.
GENERAZIONE DI NAVI
A metà del XX secolo, gli scrittori di fantascienza sulle pagine dei loro romanzi con grande entusiasmo si sono impegnati nell'esplorazione attiva della Galassia: entrò di moda la cosiddetta "opera spaziale", in cui l'affidabilità scientifica e tecnica non contava, che ha permesso di svelare pienamente l'immaginazione. Tuttavia, anche allora c'erano scrittori che pensavano che volare verso le stelle fosse un'attività piuttosto laboriosa, pericolosa, ma, soprattutto, molto lunga e il volo stesso può richiedere centinaia di anni. Di conseguenza, è apparso il concetto di "nave di generazioni" - cioè, una città-astronave, in cui l'equipaggio comprende non solo astronauti adulti, ma anche i loro figli e nipoti, che devono completare una missione a lungo termine. A proposito, il nostro connazionale, lo scrittore sovietico Vivian Itin, fu il primo a esprimere il concetto di "nave di generazioni" nel suo racconto "Il paese di Gonguri", pubblicato nel 1922.
All'inizio degli anni Sessanta regnava una certa euforia nella comunità scientifica a causa degli spettacolari risultati dell'astronautica con equipaggio. Vari progetti di astronavi furono discussi in riviste di massa, in serie monografie e in conferenze internazionali. Il più popolare a quel tempo era l'idea dei razzi fotonici (quantistici), che teoricamente potevano sviluppare velocità subluminali e, a causa di effetti relativistici, raggiungere le stelle in un tempo relativamente breve per l'equipaggio. Il problema era che la fonte della spinta per i razzi fotonici era l'annientamento della materia con l'antimateria, e quest'ultima richiedeva decine di migliaia di tonnellate. Numerosi inventori e scrittori di fantascienza hanno fatto affidamento sull'imminente comparsa della tecnologia di sintesi dell'antimateria, ma non ci sono ancora scoperte significative in questa materia.e la quantità di antimateria ottenuta è misurata non in grammi, ma in singoli atomi.
In seguito sono apparse altre idee originali: ad esempio, nell'ambito dei progetti Orion e Daedalus, è stato proposto di costruire astronavi che sarebbero state accelerate da una serie di esplosioni atomiche. Sia una vela solare che il motore ramjet di Bassard sono stati considerati come mezzi per raggiungere velocità relativistiche. Sfortunatamente, tutte queste opzioni sono molto costose e non possono fornire una soluzione rapida al problema principale: il volo verso la stella più vicina e ritorno durante la vita di una generazione. Pertanto, all'inizio degli anni '80, la discussione sulle opzioni con equipaggio si "congelò" e vennero alla ribalta progetti di sonde di ricerca sulla luce, che sono più facili da accelerare e che non necessitano di un sistema di alimentazione ingombrante.
STAR SHOT
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Nel 1985, il fisico americano Robert Forward propose il progetto concettuale della sonda Starwisp, che prevede la creazione della più sottile vela a maglie del peso di soli 20 grammi, accelerata da un raggio a microonde a fascio stretto da 10 Gigawatt da un satellite vicino alla Terra. A 115 g, la vela netta raggiungerà il 20% della velocità della luce per una settimana. In corrispondenza dei nodi della griglia, Forward avrebbe posizionato microcircuiti con logica elementare e sensibilità alla luce. Quando la sonda arriverà nel sistema della stella più vicina a noi, Alpha Centauri, prima del tempo, il trasmettitore in orbita vicino alla Terra si accenderà di nuovo e "inonderà" il mondo alieno con un flusso di energia a microonde. Utilizzando le celle a rete metallica come antenne riceventi, i chip della sonda raccoglieranno questa energia e la sonda condurrà le ricerche necessarie. Quindi le cellule provenienti dalle cellule riceventi si trasformano in antenne trasmittenti e le informazioni ricevute vanno alla Terra.
L'idea di Robert Forward a quel tempo non destò molto interesse e fu dimenticata per molto tempo. Oggi, il famoso astrofisico Stephen Hawking e il milionario russo Yuri Milner stanno cercando di riportarlo a un nuovo livello tecnico. Il 12 aprile, nel giorno del 55 ° anniversario del primo volo spaziale con equipaggio di Yuri Gagarin, hanno fatto una presentazione del progetto Starshot. Secondo il loro concetto proposto, uno sciame di veicoli microscopici (StarChips) del peso di diversi grammi, ciascuno dei quali sarà equipaggiato con la vela riflettente più leggera, andrà in volo verso Alpha Centauri. Lo sciame sarà disperso da un enorme laser terrestre da 100 Gigawatt costruito in una regione di alta montagna per ridurre il possibile riscaldamento dell'atmosfera. Come nel progetto Forward, lo sciame dovrebbe essere accelerato al 20% della velocità della luce. Volando attraverso il sistema Alpha Centauri, le microsonde fotograferanno in dettaglio i pianeti che si trovano lì e trasmetteranno i dati alla Terra. Gli sponsor di "Star Shot", affiancati dal creatore del social network Facebook Mark Zuckerberg, stanno stanziando $ 100 milioni per elaborare gli aspetti tecnici della missione.
PROBLEMI ROY
Non si dovrebbe pensare che gli autori di Star Shot non capiscano la complessità dei compiti formulati. Ad esempio, per il normale funzionamento, l'apparato microscopico StarChip deve essere in grado di navigare nello spazio, scattare foto di oggetti selezionati, essere protetto dalla distruzione da particelle cosmiche e avere una propria fonte di energia. Una tale tecnica non esiste ancora, o meglio, esiste, ma ha dimensioni e massa solide, misurate in chilogrammi, non grammi. Tuttavia, in questo momento vengono proposte soluzioni separate per ridurre la massa delle sonde: per il sistema di orientamento, gli autori del progetto utilizzeranno motori a fotoni a bassa spinta; come fonte di energia - decadimento del radioisotopo o riscaldamento della superficie delle sonde in caso di collisione con la polvere interstellare; come telecamere TV - dispositivi semiconduttori speciali che non richiedono specchi,lenti e altre parti mobili.
Anche il sistema laser, che accelererà lo sciame di StarChip nel suo percorso verso le stelle, solleva grandi domande. Il prezzo degli amplificatori laser scende man mano che vengono migliorati e la produzione di massa ampliata, ma in ogni caso la costruzione dell'installazione richiederà non milioni, ma decine di miliardi di dollari. Inoltre, 100 gigawatt di energia sono quattro volte di più di quanto forniscono oggi tutte le nostre centrali nucleari in Russia. Sebbene il pubblico abbia accettato con grande interesse la presentazione di Hawking e Milner (dopotutto, stiamo parlando di milioni di dollari!), Gli scienziati erano scettici sull'idea. In particolare, il fisico russo Boris Evgenievich Stern ha sottoposto il progetto a critiche peggiorative. Nel suo articolo "Two in Physics", indica che sotto l'influenza di un raggio laser di una potenza così elevata, la temperatura della vela salirà a 30.000 K,che porterà alla sua istantanea evaporazione. Inoltre, scrive Stern, se l'installazione del laser si trova sulla Terra, anche in una regione di alta montagna, non sarà possibile focalizzare il suo fascio su una superficie riflettente di diversi metri a causa della distorsione introdotta dall'atmosfera. Per qualche ragione, gli autori del progetto hanno dimenticato che lo sciame di sonde passerà accanto a una stella aliena, quindi i deboli flussi di dati trasmessi dal microscopico StarChip saranno “intasati” dal suo “rumore”. Se si scopre di costruire un ricevitore in grado di separare un segnale così piccolo dallo sfondo del "rumore", allora non ha senso lanciare sonde: esso stesso può servire come un ottimo strumento per studiare i sistemi planetari più vicini.concentrare il suo fascio su una superficie riflettente di diversi metri non funzionerà a causa della distorsione introdotta dall'atmosfera. Per qualche ragione, gli autori del progetto hanno dimenticato che lo sciame di sonde passerà accanto a una stella aliena, quindi i deboli flussi di dati trasmessi dal microscopico StarChip saranno “intasati” dal suo “rumore”. Se si scopre di costruire un ricevitore in grado di separare un segnale così piccolo dallo sfondo del "rumore", allora non ha senso lanciare sonde: esso stesso può servire come un ottimo strumento per studiare i sistemi planetari più vicini.concentrare il suo fascio su una superficie riflettente di diversi metri non funzionerà a causa della distorsione introdotta dall'atmosfera. Per qualche ragione, gli autori del progetto hanno dimenticato che lo sciame di sonde passerà accanto a una stella aliena, quindi i deboli flussi di dati trasmessi dal microscopico StarChip saranno “intasati” dal suo “rumore”. Se si scopre di costruire un ricevitore in grado di separare un segnale così piccolo dallo sfondo del "rumore", allora non ha senso lanciare sonde: esso stesso può servire come un ottimo strumento per studiare i sistemi planetari più vicini. Se si scopre di costruire un ricevitore in grado di separare un segnale così piccolo dallo sfondo del "rumore", allora non ha senso lanciare sonde: esso stesso può servire come un ottimo strumento per studiare i sistemi planetari più vicini. Se si scopre di costruire un ricevitore in grado di separare un segnale così piccolo dallo sfondo del "rumore", allora non ha senso lanciare sonde: esso stesso può servire come un ottimo strumento per studiare i sistemi planetari più vicini.
Forse gli scettici hanno ragione e il progetto Star Shot è solo una campagna di pubbliche relazioni progettata per risvegliare l'interesse per l'argomento. Tuttavia, un'altra opzione è abbastanza probabile: nel corso della risoluzione di complessi problemi tecnici associati al progetto, gli scienziati saranno in grado di trovare un modo per creare una vera sonda interstellare che farà un lungo viaggio durante la nostra vita.
Anton Pervushin
