Рой d; зірка до зірки Les Echos
ЛЮДИНА В ЗАЙМАННІ ПРОСТОРУ (10/10) - Якщо інші зірки, крім Сонця, та їх процесії екзопланет перебувають поза межами досяжності наших класичних ракет, що працюють на хімічній основі, це дослідження не здається неможливим із сонячними вітрилами. Американці щойно протестували один. Передвіщення того, яким буде далеке майбутнє завоювання космосу ?
Що, якби І рік ери міжзоряних подорожей був ... 2019! Це справді цього року, серед розпалу літа, десь над нашими головами відбулася подія, яка, якщо вона пройшла майже непоміченою на той час, цілком могла б, в ретроспективі, розглядатись як засновник нового часу людства . 25 червня ракета Falcon Heavy від приватної фірми SpaceX вилетіла з мису Канаверал, щоб вивести на орбіту дуже маленький супутник досить своєрідного виду. LightSail2 - це його назва - це пристрій, розроблене Планетним Суспільством, американською НУО, заснованою в 1980 році провидцем і покійним Карлом Саганом. Не більший за буханку хліба, його можна відрізнити від інших кубезатів лише за вітрилом, яке він розгорнув один раз у космосі. Так, вітрило, навіть якщо воно насправді не схоже на ті, що несли каравели Христофора Колумба до Нового Світу. Уявіть натомість дуже тонку і дуже легку поліефірну плівку площею 32 квадратні метри. Виготовлений з лавсану, матеріалу, відомого з 1950-х років, він не має іншого призначення, як відбивати сонячне світло. Це те, що шанувальники космічних досліджень називають "сонячною завісою". І, можливо, саме сонячні вітрила дозволять нам одного разу здобути інші зірки.
Надовго НАСА втратило інтерес до сонячних вітрил, аж до того, щоб його наздогнали японці, які першими в 2010 році випробували цей режим руху на супутнику (це був Ікарос). Принцип роботи сонячних вітрил надзвичайно простий. Подібно до того, як молекули повітря, що переносяться вітром, надувають парусину полотна і, роблячись на нього тягою, змушують човен рухатися вперед, так і ці зерна світла, які є фотонами, відскакуючи від предмета, передають свою енергію той предмет, який штовхає його вперед. За звичайних обставин вплив цього "випромінювального тиску" - аналога випромінювання газового тиску - непомітний. Але якщо поверхня досить велика і відображає достатньо, тяга справді відчувається. Сонячний вітрил - це не що інше, як пастка фотонів.
Запаморочлива швидкість
Радіаційний тиск відомий давно - Кеплер у 17 столітті першим його зрозумів. Але лише у ХХ столітті, з початку завоювання космосу, ми зрозуміли, яку величезну перевагу мали сонячні панелі перед класичними ракетами з хімічним рушієм. В останньому більша частина палива використовується для підйому величезної маси… цього самого палива. Це пекельне коло: чим далі повинна йти ракета, тим більше пального вона повинна нести; чим більше палива воно несе, тим важче воно ... З сонячним елементом, який не виробляє свою енергію, а пасивно отримує її від зовнішнього джерела (Сонця або потужного лазерного променя, випущеного із Землі), 100% ця енергія використовується для рушія, відходів немає. Тоді і перш за все, якщо тяга слабка, вона безперервна. Отже, сонячний вітрил завжди прискорюється, що дозволяє йому через певний час досягти справді запаморочливих швидкостей. Швидкість, яка ставить інші зірки в межах досяжності людини.
Одним із найзапекліших прихильників сонячних вітрил був блискучий Стівен Хокінг. У 2016 році, за два роки до смерті, він відновлював інтерес науковців та інженерів усього світу до цих космічних каравел своїм проектом "Прорив зірки", що викликало ентузіазм Марка Цукерберга. Цей проект пропонує нам бачення міжзоряних подорожей, яке є дуже різним, але більш реалістичним, ніж "Зоряний шлях" чи "Зоряні війни". Так, ми будемо відвідувати інші зірки, але це буде не з "Ентерпрайз", ані з "Соколом тисячоліть". Перші людські кораблі, які дістануться до них, не будуть більшими за поштові марки. Це будуть електронні мікросхеми, загорнуті в мініатюризовані датчики, і приводяться в рух фотофото, бомбардованими фотонами, із Землі, що сходяться променем потужних лазерних променів.
Рій нанозондів
Стівен Хокінг підрахував, що за допомогою набору лазерних батарей загальною потужністю 100 гігават 25-грамові нанозонди можуть бути прискорені до однієї п'ятої швидкості світла - швидкості, через яку Місяць потрапить за п'ять секунд шляху. о пів на першу - що дозволило б їм досягти найближчої до нашої зоряної системи, системи Альфа Центавра, за двадцять років. Якщо це все-таки здається вам трохи довгим, скажіть собі, що з класичною ракетою, припускаючи, що ми можемо виготовити таку, яка здатна зайти так далеко, це займе принаймні 70 000 років.
Читайте також:
Нанозонди коштують глузливо (це лазерні батареї на Землі, які є дорогими), ідея полягала б у відправленні великих кількостей, кількатисячний рой, в надії, що принаймні l один з них прийде до кінець своєї небезпечної подорожі. Розділившись у космосі з п'ятою швидкості світла, ця щаслива обраниця, як тільки вона досягне системи Альфа-Кентавра, матиме лише кілька годин, щоб проаналізувати своїми датчиками планети, з якими вона раніше зустрічалася там, щоб вийти з системи і загубитися у нескінченності.
Рой з острова на острів
На пізнішому етапі проекту «Прорив Зірки» лазерні батареї могли бути встановлені на Місяці, де вони отримували б енергію за допомогою величезних фотоелектричних панелей. Це заважало б лазерам перетинати земну атмосферу до досягнення вітрил нанозонда, що змушує їх втрачати більше 50% своєї ефективності.
Але навіщо зупинятися на Місяці? До Стівена Гокінга, інший космічний пророк, фізик Фрімен Дайсон з Принстона, припускав, що для досягнення інших зірок людям майбутнього було б радимо брати натхнення у полінезійців минулого. Замість того, щоб подумати про те, щоб одразу перетнути величезний Тихий океан, ці сміливі мореплавці обрали стратегію маленьких кроків. Вони роїлись від острова до острова. Кожного разу, коли вони наближались до одного, вони осідали там назавжди. Колонія розросталася, народжуючи майбутніх нових моряків, готових досліджувати околиці.
Архіпелаг комет
Все це чудово, але щоб застосувати цю стратегію на практиці в просторовому масштабі, все одно було б потрібно, щоб в океані вакууму існував архіпелаг, що відокремлює нашу зірку від сусідів. Ну, цей архіпелаг існує! Наша Сонячна система огорнута величезною хмарою кам'янистих уламків, набагато більшою, ніж вона сама, і поширюється у всіх напрямках, що називається Хмарою Оорта. Астрономи точно не знають, наскільки далеко простягається ця уламкова хмара, що складається в основному з комет, настільки віддалених від нас, що вони здаються від Землі нерухомими, але деякі припускають, що вона може тривати до "трьох світлових років від Сонця". Три світлові роки складають приблизно 70% відстані від Альфи Центавра, що становить близько 4,4 світлових року. І цілком ймовірно, що Альфа Центавра, як і більшість інших зірок, має власну Хмару Оорта.
Звідси ідея Фрімена Дайсона, яку взяв на озброєння Стівен Хокінг, використовувати цей архіпелаг комет для навігації в просторі, як полінезійці на Тихому океані, коли технологія сонячних вітрил буде достатньо добре освоєна, щоб служити режимом руху до судин, більших за нанозонди.
Космічна "Дорога 66"
Дослідження комет (зокрема, "Tchouri", проведених європейським зондом "Розетта") насправді навчило нас, що вони складаються з твердого ядра, виготовленого з льоду та гірських порід, достатньо міцного, щоб підтримувати конструкцію на його поверхні за допомогою самовідтворюваних роботів, самої бази, повністю роботизованої.
Читайте також:
Таким чином, ціла серія комет, вибраних з довгих стежок, що з'єднують Сонце з Альфою Центавра або іншими зірками, може служити ретрансляційними станціями, лазери яких автоматично активуватимуться кожного разу, коли проходить сонячний вітрил. Близькість ... Звичайно, кілька десятиліть, пройде навіть кілька століть, перш ніж людство зможе побудувати цю космічну «Дорогу 66». Але цілком ймовірно, що вона це зробить заради власного спасіння. Тому що, як сказав сам Стівен Хокінг, «наш єдиний шанс на довгострокове виживання - це не приховувати обличчя на планеті Земля, а досягти космосу […], я залишаюся оптимістом. Якщо ми зможемо уникнути катастрофи протягом наступних двох століть, наш вид буде в безпеці, поки ми розійдемось у космос. Як тільки ми створимо там незалежні колонії, все наше майбутнє буде в безпеці. "
Читайте також:
ПІДКАЗ. Життя на Місяці, мрія, кошмар чи можливість ?
Розшифруй світ згідно
Щодня написання Les Echos приносить вам достовірну інформацію в режимі реального часу. Це дає вам ключі до розшифровки новин та передбачення наслідків поточної кризи для бізнесу та ринків. Як розвивається ситуація зі здоров’ям? Які нові заходи готує уряд? Чи покращується діловий клімат у Франції та за кордоном ?
Ви можете розраховувати на те, що наші 200 журналістів дадуть відповідь на ці запитання, а також на аналізі наших найкращих підписів та відомих авторів, які повідомлять ваші думки.