Ученые планируют долететь до альфы Центавра за 140 лет и вернуться назад

Немецкие астрономы рассказали о возможности долететь до альфы Центавра, ближайшей к нам звезды, всего за 140 лет и вернуться назад примерно за такое же время при помощи гигантского светового паруса площадью в две пирамиды Хеопса, говорится в статье, опубликованной в Astrophysical Journal.

"Этот парус можно изготовить из графена – крайне тонкой, легкой и при этом очень прочной пленки из углерода. Ее еще предстоит изготовить и покрыть светоотражающим материалом, однако многие великие свершения в истории  человечества стали возможными благодаря тому, что мы преодолели непреодолимые препятствия. В ближайшее время мы можем вступить в эпоху, когда человечество покинет свою звездную систему и начнет изучать экзопланеты при помощи таких зондов", — заявил Рене Хеллер (Rene Heller) из Института изучения солнечной системы в Геттингене (Германия).

Звездный плащ против звездной пращи

В апреле 2016 года известный британский космолог Стивен Хокинг и российский миллиардер Юрий Мильнер рассказали о своей очередной "космической" инициативе в рамках серии проектов Breakthrough Initiatives — Breakthrough Starshot. В его рамках олигарх выделил 100 миллионов долларов на создание космического корабля на базе идеи, изложенной калифорнийскими физиками под руководством Филипа Лубина (Philip Lubin) в прошлом году.

Ее суть заключается в том, чтобы отправлять к далеким планетам не классические космические корабли, а чрезвычайно легкие и плоские структуры из светоотражающего материала, которые будут разгоняться до околосветовых скоростей при помощи мощного орбитального лазера. 

Подобный межзвездный "парусник", по расчетам американских физиков, сможет достигнуть альфы Центавра за 20 лет, и будет совершать перелеты между Марсом и Землей всего за трое суток без полезной нагрузки и за месяц при нагрузке в 10 тонн. Главной проблемой и в том и в другом случае будет торможение зонда – пока у придумавшей его команды нет идей, как сделать остановку лазерного "парусника" безопасной.

По этой причине участники проекта Breakthrough Starshot планируют провести эту миссию подобно тому, как прошло сближение зонда New Horizons с Плутоном: флот из микроскопических звездных "парусников", запущенных при помощи лазеров, просто пролетит мимо альфы Центавра и попытается отправить на Землю ее фотографии.

Немецкая альтернатива

Два известных германских астронома, Хеллер и Михаэль Хиппке (Michael Hippke), предлагают альтернативный вариант путешествия к альфе Центавра, которое затянется на более долгий срок, но позволит отправить в 10 раз больше груза, выйти на орбиту этой тройной звездной системы и, при желании, вернуться назад на Землю.

Ключом к реализации этой задачи является гигантский солнечный парус площадью примерно в 100 тысяч квадратных метров, изготовленный из сверхлегкого материала – графена, волокна из нанотрубок или других "плоских" субстанций. По расчетам Хиппке и Хеллера, подобная структура, эквивалентная по площади двум пирамидам Хеопса или дюжине футбольных стадионов, сможет разогнать микрозонд массой в 10 грамм до скорости примерно в 20% от скорости света.

Такой парус сможет достичь альфы Центавра примерно за 90 лет, сблизившись с альфой Центавра А, самой большой звездой системы, на расстояние в примерно 4,4 миллиона километров. В этот момент, как объясняют ученые, зонд должен сбросить скорость движения до 4,6% от скорости света, иначе он пролетит мимо звезды и не сможет использовать ее притяжение и свет для замедления своего движения и поворота в сторону двух других обитателей системы.

Как осуществить подобное торможение? Для этого нужно просто повернуть солнечный парус таким образом, чтобы на него давил свет не Солнца, а альфы Центавра. После того как маневр завершится, ученые планируют развернуть парус и использовать свет альфы Центавра В для путешествия к Проксиме b, планеты у проксимы Центавра. Этот процесс, по расчетам ученых, займет еще примерно 46 лет, и через 140 лет после запуска с Земли зонд выйдет на орбиту планеты.

Главный вопрос космоса

Зачем все это нужно, учитывая сверхдлинные сроки путешествия таких "парусников"? Как отмечает Хиппке, на самом деле подобные сроки миссии не являются чем-то особенно длинным и нетипичным для земной космонавтики – к примеру, зонды "Вояджер" в сумме провели в космосе всего в два раза меньше, чем срок этой экспедиции к альфе Центавра.

По его словам, в отличие от Breakthrough Starshot, подобные 10-граммовые зонды будут содержать в себе гораздо больше научных приборов, и они будут иметь гораздо более высокие шансы на успех, чем целый рой нанозондов, запускаемых при помощи лазеров. Поэтому немецкие ученые предлагают рассматривать свой проект в качестве запасного варианта или "дополнения" к миссии Хокинга и Мильнера, если та провалится или, наоборот, даст крайне интересные результаты. 

Сегодня Хиппке и Хеллер, как передает университет Пуэрто-Рико в Аресибо, ведут переговоры с представителями Breakthrough Starshot о возможной интеграции их проекта в долгосрочные планы фонда Мильнера. В качестве альтернативного варианта они предлагают ускорять нанозонды Breakthrough Starshot при помощи Солнца, выпуская их в космос на небольшом расстоянии от светила, а не при помощи дорогостоящего и потенциально опасного для зондов фазированного лазера.

https://ria.ru/science/2017020...