Членовете на Breakthrough Starshot съставиха списък на предизвикателствата, които ще трябва да решат, за да създадат слънчево платно с подходящ размер, което да лети до Alpha Centauri след 20 години. Техните открития са публикувани в списанието Nature Materials.
„Първите резултати от нашия анализ бяха неочаквано оптимистични - материалите, които вече са налични днес, в комбинация с нови методи за производство и измерване на техните свойства, по принцип ни позволяват да създадем прототипно платно, подходящо за ускоряване на междузвезден кораб“, пише Хари Атуотър и колегите му. от Калифорнийския технологичен институт в Пасадена (САЩ).
През април 2016 г. покойният британски космолог Стивън Хокинг и руският милиардер Юрий Милнър говориха за поредната си инициатива за „космическо“в рамките на серията Breakthrough Initiatives - Breakthrough Starshot. В неговите рамки бизнесменът отпусна 100 милиона долара за създаване на космически кораб по идея, очертана от калифорнийските физици под ръководството на Филип Любин преди две години.
Нейната същност е да изпраща не класически космически кораби до далечни планети, а изключително леки и плоски структури, изработени от светлоотражателен материал, които ще бъдат ускорени до почти светлинни скорости с помощта на мощен орбитален лазер.
Такъв междузвезден „ветроход“, според изчисленията на американските физици, ще може да достигне Алфа Кентавър след 20 години и ще лети между Марс и Земята само за три дни без полезен товар и за месец с товар от 10 тона.
Основният проблем и в двата случая ще бъде забавянето на сондата - докато екипът, който излезе с нея, няма идеи как да направи спирането на лазерната "платноходка" безопасно. Подобни проблеми ще възникнат, както предположиха по-късно други физици по време на неговото ускорение - платното или ще бъде изгорено от лазер, или ще се срине, когато се сблъска с прахови частици.
Atwater и неговите колеги от института, пряко участващи в Breakthrough Starshot, за първи път проучиха подробно как ще се държи подобно платно при взаимодействие с лазер и междузвездна среда и формулираха набор от минимални изисквания за неговото производство.
Както учените разбраха, въпреки почти "невъзможния" набор от характеристики - площ от 10 квадратни метра, маса в грамове и отразяваща способност 99,999999% - основният проблем при производството на платно няма да бъде подборът на материал, а редица други неща. Оказа се, че на Земята вече съществуват редица материали, включително филми от молибденов дисулфид, аморфен силиций и редица други полупроводници, които имат подобни свойства.
Промоционално видео:
Ако този филм е достатъчно тънък, тогава, парадоксално, сблъсъците с атоми на хелий и водород, присъстващи в междузвездната среда, няма да имат почти никакъв ефект върху живота на платното. Повечето от атомите ще преминат през него, без да причинят вреда, а сблъсъците с прахови частици, както показват изчисленията на физиците, ще повредят не повече от 10% от общата площ на платно.
Проблемът от своя страна е, че днес няма технологии, които биха позволили отглеждането на много хомогенни и тънки филми от тези вещества с необходимия размер. Учените ще трябва да намерят начин да залепят сравнително малки фрагменти от тези филми с диаметър 10-20 сантиметра и тази операция трябва да се извърши с практически атомна точност.
От друга страна, Atwater и неговите колеги са уверени, че подобни техники за "залепване" на парчета платно могат да бъдат разработени доста бързо, разчитайки на технологиите, които се използват в ИТ индустрията днес за запояване на отделни елементи на микросхеми. Създаването им ще позволи Breakthrough Starshot да реши един от основните проблеми и да започне да създава лазерна система, способна да ускори това платно до необходимата скорост.
