Сможет ли человечество когда-нибудь достичь хотя бы ближайшей звезды?

Вперед, к звездам

Система Альфа Центавра находится на расстоянии около 4,4 светового года от Земли (примерно 40 триллионов километров). Она является домом для трех отдельных звезд. Ближайшая, Проксима Центавра, содержит экзопланету, которая, по мнению ученых, может иметь условия, необходимые для жизни.

Смотрите также Почему Марс умер, а Земля все еще полна жизни

Но достичь этой звездной системы будет нелегкой задачей. По оценкам ученых, чтобы добраться туда на космическом корабле, подобном тем, которыми сегодня обладает человечество, понадобилось бы около 150 000 лет. Если бы люди могли путешествовать со скоростью света, мы могли бы достичь Альфы Центавра за четыре года. Однако законы физики диктуют, что лишь безмассовые частицы света, которые называются фотонами, могут достичь этого космического предела скорости.

Итак, хотя люди, вероятно, никогда не достигнут Альфы Центавра, вполне возможно, что космические аппараты, спроектированы на максимально возможную для наших технологий скорость, могли бы достичь этих звезд хоть и не за 4 года, но и не за 150 тысяч лет. Более того, это можно было бы сделать в рамках жизни одного человека. Но чтобы разогнать что-то до нужной скорости, ученым понадобится что-то намного меньше обычные космические корабли.

Маршалл Юбэнкс, генеральный директор стартапа Space Initiatives и научный сотрудник NASA Innovative Advanced Concepts, исследует дистанционные методы посещения Проксимы Центавра с помощью роя космических аппаратов размером с пикометр, то есть одна триллионная часть метра.

Мы находимся в разгаре настоящей революции в космических полетах и исследовании космоса с помощью чрезвычайно малых систем. Хотя отдельный малый космический аппарат не будет столь же мощным, как большие космические аппараты, вроде "Вояджеров", время их разработки гораздо короче, и они относительно недорогие,
– говорит Юбэнкс.

Крошечные космические аппараты также требуют меньше энергии для приведения их в движение, что может стать ключевым преимуществом в увеличении их скорости.

Юбэнкс не единственный, кто занимается подобными исследованиями. Breakthrough Initiatives начала свой проект Starshot в 2016 году, чтобы совместить космические аппараты нанометрового размера с легкими парусами, а в 2017 году NASA начала финансировать еще один проект, направленный на запуск миссии к системе Альфы Центавра в 2069 году, через 100 лет после Аполлона-11.

Хотя малые космические аппараты легче разогнать, чем большие зонды, традиционные источники топлива сами по себе недостаточно мощные, чтобы разогнать их до скорости, близкой к скорости света. Зато Филипп Лубин, профессор физики Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, чьи идеи межзвездных путешествий вдохновили команду Starshot, говорит, что эти аппараты, скорее всего, будут полагаться на свет.

Смотрите также Ученые хотят создать генетически усовершенствованных людей для дальних космических путешествий

Солнечная энергия для космического путешествия

Чтобы быстро двигаться в космосе, нужно быть маленьким и иметь малую массу. По словам Любина, одно из главных преимуществ движущей силы на свету заключается в том, что такое "топливо" не имеет массы. Аппарат потребует только солнечного паруса, которое будет приводиться в действие лазерным светом – оно дает энергию без всякого веса. Зато ракетное топливо, которое приводит объект в движение благодаря сжиганию, дает дополнительный вес и рано или поздно исчерпывается.

Аппараты на солнечных парусах будут работать как лист бумаги, в который бросили мяч: когда он ударяется в бумагу, то заставляет его оттолкнуться. Аналогично, импульс, который несет свет, передается космическому аппарату, что заставляет его отталкиваться и ускоряться в космическом вакууме, где нет сопротивления воздуха, которое бы его замедляло.

Технологий для создания и испытания таких кораблей, например, коммуникационного оборудования, достаточно малого, чтобы поместиться на них, все еще не существует, но нет никаких физических причин считать, что такой космический аппарат не смог бы осуществить миссию к соседней звезде, облететь ее, а затем даже вернуться на Землю.

Эта миссия может работать подобно зондам "Вояджер", передавая нам информацию об окружающем космическом пространстве, а затем о показателях внутри звездной системы Альфа Центавра. Кроме того, мы смогли бы получить первый взгляд на потенциально пригодную для жизни планету Проксима Центавра.

Когда

Как бы там ни было, но путешествие к точке назначения будет долговременным. Но ученые уверены, что большие успехи могут быть достигнуты уже в этом столетии. Юбэнкс, например, считает, что мы достигнем соседней системы, запустив небольшие зонды где-то в 2040 годах, а прибудем туда в 2060-х. Более крупные зонды станут возможными к концу века, но нам придется совершить прорыв в физике двигателей.