През април тази година група бизнесмени и учени, включително Стивън Хокинг, обяви амбициозен проект за изследване на междузвездното пространство с помощта на компактен наносателит с размер на пощенска марка, задвижван от лазерно задвижване. Цел: да стигнете до най-близкия съсед на Слънчевата система - Алфа Кентавър.
Ако този малък космически кораб успее да ускори до почти планираната 1/5 скорост на светлината, тогава корабът ще може да достигне целта си само за 20 години. Но може ли електрониката на такова мъничко и крехко устройство да работи 20 години в суровото пространство?
Според изследователите от НАСА и Корейския институт за наука и технологии Космическият лъч е най-големият проблем, с който ще трябва да се сблъска проектът "Пробив на звездите" на Хокинг.
Както в случая с астронавтите, космическият кораб ще трябва да изпита колосалното въздействие на силно заредени частици всяка секунда, което може да причини сериозно увреждане на слоя силициев диоксид, който ще покрие космическия кораб. В тази ситуация всички вътрешни компоненти на устройството ще се провалят много преди края на 20-годишното космическо пътуване.
Как решавате този проблем? Според учените от НАСА един от вариантите може да бъде полагане на маршрут около най-опасните райони, където фоновата концентрация на радиация е много по-висока от обикновено. В този случай обаче продължителността на мисията може да се увеличи многократно. Освен това дори минималното излагане на радиация със сигурност ще доведе до сериозни щети на космическия кораб с течение на времето.
Друг, по-практичен вариант може да бъде екранирането на сондата и нейната електроника с надеждата да се намали въздействието на вредното космическо фоново излъчване. Обаче отново добавянето на допълнително тегло към космическия кораб ще забави скоростта на мисията, тъй като по-големият космически кораб няма да може да ускори до желаните скорости.
Има обаче трети начин, който би могъл да работи, ако можем да изградим наношип, способен да се самолекува от космическа радиация по пътя си към Алфа Кентавър.
„Всъщност технологията за самолечение на чипове съществува от години“, казва изследователят от НАСА Джин-Уо Хан.
Промоционално видео:
Експерименталните GAA FET (gate-all-around) транзистори, разработени от международен екип от учени, могат да решат проблема. Тяхната особеност се крие във факта, че чиповете, базирани на тези транзистори, могат да се възстановят под въздействието на топлина. Топлината от своя страна може да се генерира с помощта на електрически ток. Основната идея е, че такъв чип вътре в космическия кораб ще се изключва по време на дълго космическо пътуване на всеки няколко години. В моментите на подобни "рестартирания" ефектът на топлината ще го възстанови от въздействието на радиацията. След възстановяване чипът ще се активира отново и ще продължи да си върши работата.
При лабораторни тестове на тези транзистори учените са се уверили, че флаш паметта, базирана на тях при нагряване, може да бъде възстановена до 10 000 пъти, а DRAM паметта до 1012 пъти. Разбира се, от гледна точка на перспективите за използване в космически кораби в момента, тези транзистори все още са хипотетично решение. Както бе споменато по-горе, транзисторите са експериментални. Необходима е нова и външна перспектива за тяхната ефективност. Въпреки това екипът, който ги е създал, вярва, че използването им в космически мисии като Breakthrough Starshot наистина е възможно.
Разбира се, решаването на проблема с това как работи електрониката в предизвикателни среди е само част от по-голям пъзел. Ако малкият космически кораб все пак отиде да се срещне с Алфа Кентавър, тогава той ще трябва да се бори не само с радиация. Сблъсъците с космически газ и прах ще бъдат също толкова опасни на това пътуване.
По-рано тази година изследователският екип на Breakthrough Starshot започна поредица от експерименти, основани на риска и установи, че сблъсъкът на такъв мъничък кораб с дори частици космически прах би бил катастрофален. Това означава, че е необходимо отново да се върнем към въпроса за защитното екраниране на устройството.
Преди проектът да се превърне в реалност, ще е необходимо огромно количество работа. И не само инженерни, но и научни. В крайна сметка обаче всички усилия може да не са напразни. Самата идея, по-скоро дори не идея, а съвсем реално желание - за 20 години да достигне звезда извън Слънчевата система - трябва не само да изуми, но и да мотивира невероятно. За щастие, съвременната наука има както първото, така и второто в изобилие.
НИКОЛАЙ ХИЖНЯК
