2015. gada 14. jūlijā Jauni horizonti misija izveidoja vēsturi, kad tas kļuva par pirmo robotizēto kosmosa kuģi, kurš veica Plutona lidojumu. 2018. gada 31. decembrī tas atkal padarīja vēsturi, būdams pirmais kosmosa kuģis, kas satikās ar Kuipera jostas objektu (KBO) - Ultima Thule (2014 MU69). Turklāt Voyager 2 zonde nesen pievienojās savai māsas zondei (Voyager 1) starpzvaigžņu telpā.
Ņemot vērā šos sasniegumus, ir saprotams, ka atkal tiek apsvērti priekšlikumi starpzvaigžņu misijām. Bet ko šāda misija nozīmētu, un vai tas ir pat tā vērts? Kelvins F. Lons, starpzvaigžņu pētījumu iniciatīvas (i4iS) līdzdibinātājs un starpzvaigžņu lidojuma lielākais atbalstītājs, nesen publicēja rakstu, kas atbalsta ideju sūtīt robotizētas misijas uz tuvējām zvaigžņu sistēmām, lai veiktu izlūkošanu in situ.
Raksts ar nosaukumu “Starpzvaigžņu zondes: Astronomijas un astrofizikas ieguvumi” nesen parādījās tiešsaistē. Rakstā ir apkopots materiāls, ko Longs prezentēs 47. IAA simpozijā par nākotnes kosmosa astronomijas un Saules sistēmas zinātnes misijām - kas ir daļa no 70. Starptautiskā astronautikas kongresa - 2019. gada 10. oktobrī; sevišķi sesija, kurā apskatītas Kosmosa aģentūras stratēģijas un plāni.
Sākumā Long ieskicē, kā astronomija / astrofizika (īpaši tajos gadījumos, kad ir iesaistīti kosmosa teleskopi) un kosmosa izpēte, izmantojot robotizētās zondes, ir dziļi ietekmējusi mūsu sugas. Kā viņš paskaidroja Space Magazine pa e-pastu:
Astronomijas centieni ir atvēruši mūsu horizontu zināšanām par Saules sistēmas, galaktikas un plašāka Visuma izcelsmi un attīstību. Tā ir darbība, kuru cilvēki ir veikuši desmitiem tūkstošu gadu, skatoties uz zvaigznēm, un viņi rosināja mūsu zinātkāri. Mēs nekad nevarējām pieskarties zvaigznēm, bet mēs varējām uz tām paskatīties, un instrumentācija deva mums iespēju tos aplūkot vēl tuvāk. Tad elektromagnētiskā spektra atklāšana mums palīdzēja izprast Visumu tādā veidā, kādu mēs nekad agrāk nebijām darījuši. ”
Pašlaik cilvēces centieni tieši izpētīt planētas un debess ķermeņus ir pilnībā aprobežoti ar Saules sistēmu. Ceļojuši vistālākās robotizētās misijas ( Voyager 1 un 2 kosmosa zondes) ir bijušas līdz heliopauzes ārējai malai, robežai starp mūsu Saules sistēmu un starpzvaigžņu vidi.
Visas šīs misijas mums ir daudz mācījušas par planētu veidošanos, mūsu Saules sistēmas vēsturi un attīstību, kā arī par pašu planētu Zeme. Un pēdējās desmitgadēs tādu misiju izvietošana kā Habls, Špiceris, Čandra, Keplers, un Tranzīta Exoplanet aptaujas satelīts (TESS) ir atklājuši tūkstošiem planētu ārpus mūsu Saules sistēmas.
Protams, tas ir izraisījis jaunu interesi par tādu misiju organizēšanu, kuras varētu tieši izpētīt ekstrasistālās planētas. Tādā pašā veidā kā misijas MESSENGER, Juno, Rītausma, un Jauni horizonti ir izpētījuši attiecīgi Mercury, Jupiter, Ceres un Vesta un Pluto, šīs misijas būtu atbildīgas par starpzvaigžņu dalījuma novēršanu un tālu planētu attēlu un datu starošanu.
"[S] o jautājums ir, vai mēs esam apmierināti tikai uz tiem paskatīties no tālienes, vai mēs gribētu tur iet?" teica Ilgi. “Kosmosa zondes piedāvā nepārprotamas priekšrocības salīdzinājumā ar tāldarbības tālvadību, kas ir potenciāls tiešiem in situ zinātniskiem pētījumiem no orbītas vai pat uz virsmas. Visumā, kur Zeme un pat mūsu Saules sistēma ir samazināta līdz tīri gaiši zilajam punktam tukšumā, mēs būtu traki, ja kādu dienu nemēģinātu. ”
Bet, protams, citu saules sistēmu izpētes izredzes rada dažas lielas grūtības, vismaz tās, kas saistītas ar izmaksām. Raugoties perspektīvā, “Apollo” programma maksāja aptuveni USD 25,4 miljardus, kas ir 143,7 miljardi USD, koriģējot atbilstoši inflācijai. Tāpēc kuģa nosūtīšana uz citu zvaigzni ir tāda, kā uzskriet triljonos.
Bet kā Long paskaidroja, visus šos izaicinājumus var apkopot divās kategorijās. Pirmais pievēršas faktam, ka mums trūkst vajadzīgā tehnoloģiskā brieduma:
“Tāpat kā visiem kosmosa kuģiem, starpzvaigžņu kosmosa zondei būs nepieciešama jauda, vilces un citas sistēmas, lai sasniegtu savu misiju un veiksmīgi sasniegtu mērķi un iegūtu datus. Tādu kosmosa kuģu būvēšana, kas var aiziet pietiekami ātri, lai pieņemamā cilvēka dzīves laikā veiktu ceļojumu uz tuvākajām zvaigznēm, kā arī darbinātu šīs vilces sistēmas, nav viegli un pārsniedz jebkuras tehnoloģijas, ko mēs līdz šim ar vairākiem pasūtījumiem esam uzsākuši kosmosā, veiktspēju. apjoma. Tomēr pamatprincipi, pēc kuriem šīs mašīnas darbosies, no fizikas un inženierijas viedokļa ir labi saprotami. Lai to panāktu, nepieciešama tikai koncentrēta pūļu programma. ”
Kā mēs runājām iepriekšējā ziņojumā, būs nepieciešams neticami ilgs laiks, lai uzdotos pat tuvākajai zvaigznei. Izmantojot esošo tehnoloģiju, kosmosa kuģim būs nepieciešams jebkur no 19 000 līdz 81 000 gadu, lai sasniegtu Alfa Kentauru. Pat izmantojot kodolenerģiju (īstenojama, bet vēl nepārbaudīta tehnoloģija), tur nokļūšanai vēl būs nepieciešami 1000 gadi.
Otrais nozīmīgais jautājums, pēc Long teiktā, ir politiskās gribas trūkums. Pašlaik planēta Zeme saskaras ar vairākām problēmām, no kurām lielākās ir pārapdzīvotība, nabadzība un klimata pārmaiņas. Šīs problēmas kopā nozīmē, ka cilvēcei būs jāapmierina miljardu cilvēku vairāk, vienlaikus risinot resursus, kas samazinās.
"Ņemot vērā konkurējošās problēmas uz Zemes, tiek uzskatīts, ka šodien nav pamata apstiprināt šādu misiju izdevumus," sacīja Longs. “Acīmredzot eksoplanetes atklāšana ar potenciāli interesantu bioloģiju to var mainīt. Privātajam sektoram ir potenciāls mēģināt šādas misijas, taču tās, iespējams, nākotnē, jo lielākā daļa privāto centienu ir vērsti uz Mēnesi un Marsu. ”
Vienīgais izņēmums, Long skaidro, ir izrāvienu iniciatīvas ” Projekts Starshot, kuras mērķis ir nosūtīt grama mēroga zondi Proxima Centauri tikai 20 gadu laikā. Tas būtu iespējams, izmantojot vieglu buru, kuru lāzeri paātrina līdz relativistiskam ātrumam līdz 60 000 km / s (37,282 mps) jeb 20% no gaismas ātruma.
Līdzīgu misijas jēdzienu sauc par Projekts Spāre, koncepciju, kuru izstrādājusi starptautiska zinātnieku grupa Tobiass Häfners. Interesanti, ka šis priekšlikums radās tajā pašā konceptuālā dizaina pētījumā, kas iedvesmoja Starshot- kuru 2013. gadā uzņēma Starpzvaigžņu pētījumu iniciatīva (i4iS).
Patīk Starshot, Spāre Koncepcija prasa lāzera piedziņas vieglas buras, kas vilktu kosmosa kuģi līdz relativistiskam ātrumam. Tomēr Spāre kosmosa kuģis būtu ievērojami smagāks par gramu skalas zondi, kas ļautu iekļaut vairāk zinātnisku instrumentu. Ierodoties kosmosa kuģi palēnina arī magnētiskā bura.
Lai arī tādu misiju izstrāde, visticamāk, izmaksās 100 miljardu dolāru tuvumā, Longs noteikti uzskata, ka tas, ņemot vērā potenciālās izmaksas, ir pieņemamām cenām. Runājot par izmaksām, starpzvaigžņu misijai būtu daudz, un tas viss būtu apgaismīgs un aizraujošs. Kā Long teica:
“Iespēja veikt citu zvaigžņu sistēmu tuvplānojumus dotu mums daudz labāku izpratni par to, kā veidojās mūsu Saules sistēma, kā arī par zvaigžņu, galaktiku un eksotisko parādību, piemēram, melno caurumu, tumšās matērijas un tumšās enerģijas raksturu. Tas varētu arī sniegt mums labākas prognozes par sistēmām, kas attīstās dzīvē. ”
Pastāv arī iespēja, ka kosmosa zondes, kas veic starpzvaigžņu reisus relativistiskā ātrumā, atklās jaunu fiziku. Šobrīd zinātnieki izprot Visumu kvantu mehānikas (matērijas izturēšanās subatomiskajā līmenī) un vispārējās relativitātes (matēriju lielākais mērogs - zvaigžņu sistēmas, galaktikas, superklasteri utt.) Ziņā.
Līdz šim visi mēģinājumi atrast Grand Unified Theory (GUT) - aka. Visu teorija (TOE) -, kas apvienos šīs divas domu skolas, nav izdevies. Ilgi apgalvo, ka zinātniskās misijas citās zvaigžņu sistēmās varētu ļoti labi nodrošināt jaunu sintēzi, kas mums palīdzētu daudz uzzināt vairāk par to, kā Visums funkcionē kopumā.
Bet, protams, neviena runa par izmaksām nebūtu pilnīga, neminot lielāko no visiem: atrast dzīvi! Pat ja tā būtu tikai mikrobu kolonija, zinātniskā ietekme būtu milzīga. Saprātīgas sugas atrašanas sekas būtu neizmērojamas. Tas arī atrisinātu mūžīgo jautājumu par to, vai cilvēce Visumā ir viena pati.
"Saprātīgas dzīves atrašana būtu spēles mainītājs, jo, ja mēs nodibinātu kontaktu ar šādu sugu un dalītos savās zināšanās savā starpā, tas nopietni ietekmēs ne tikai zinātnes, bet arī personisko filozofiju," sacīja Longs. "Tas ir svarīgi, apsverot vecu jautājumu par cilvēka izcelsmi."
Bet, protams, daudz kas jānotiek, pirms varētu apsvērt šādas misijas. Iesācējiem tehnoloģiskās prasības, pat tādām tehniski iespējamām idejām kā Starshot, jārisina savlaicīgi. Tāpat kā visi iespējamie riski, kas saistīti ar starpzvaigžņu lidojumu ar relativistiskiem ātrumiem.
Bet galvenokārt mums pirms laika būs jāzina, kur nosūtīt šīs misijas, lai palielinātu zinātnisko atdevi no mūsu ieguldījumiem. Šeit liela loma būs tradicionālajai astronomijai un astrofizikai. Kā Long paskaidroja:
Pirms jebkādu misiju sākšanas citās zvaigžņu sistēmās vispirms būs jāraksturo šo sistēmu apmeklēšanas zinātniskā vērtība, pirms tām būs vajadzīgas astronomiskas novērošanas platformas lielos attālumos. Pēc zondu palaišanas tie arī palīdzēs kalibrēt mūsu kosmiskā attāluma skalas mērījumus, kas arī palīdzēs uzlabot mūsu astronomiskos instrumentus. Tāpēc ir skaidrs, ka jebkurai sugai, kas vēlas tikt apgaismota par Visumu un tā vietu tajā, būtu jāuztver abi izziņas veidi, jo tie viens otru pastiprina.
Var paiet daudzas desmitgades, pirms cilvēce ir gatava veltīt laiku, enerģiju un resursus starpzvaigžņu misijai. Vai arī tas var vienkārši būt gadu jautājums, pirms esošajiem priekšlikumiem ir izstrādāti visi tehniskie un loģistikas jautājumi. Katrā ziņā, kad būs izveidota starpzvaigžņu misija, tas būs nozīmīgs un ārkārtīgi vēsturisks notikums.
Un, kad tas sāks sūtīt datus no tuvākajām zvaigžņu sistēmām, tas būs notikums, kas nepārspējams vēsturē. Papildus nepieciešamajiem tehnoloģiju sasniegumiem viss, kas vajadzīgs, ir griba veikt nozīmīgos ieguldījumus.
