Сонда с тегло 1000 кг ще стигне с електронна тяга до Алфа Кентавър само за 40 години

Фондация Tau Zero е един от малкото научни екипи, които се занимават сериозно с междузвездни мисии. Ако техните колеги от екипа Breakthrough Starshot залагат на възможно най-леките слънчеви платноходи, то изследователите от Tau Zero предлагат да изпратят до Алфа Кентавър нещо по-тежко – сонда с тегло около един тон, която би могла да побере много инструменти и системи за управление. Осигуряването на тяга на сондата ще бъде електронен лъч.

Проектът Breakthrough Starshot се основава на концепцията за научен флот от малки сонди с леко платно и лазерна задвижваща система, чиито импулси могат да ускорят платното до 20% от скоростта на светлината. По този начин полетът до Алфа Кентавър би продължил около 20 години.

Създателите на новата концепция, председателят на фондация „Tau Zero“ Джефри Грийсън и специалистът по лазерна физика от Националната академия в Лос Аламос Герит Брухауг, предлагат друго решение: релативистичен електронен лъч, който да придвижи летателния апарат до най-близката звезда. За разлика от лазерния лъч, този лъч може да остане включен за по-дълъг период от време, прехвърляйки енергия към по-тежкия космически апарат, съобщава Universe Today.

Използването на електрони вместо фотони има редица предимства. На първо място, те сравнително лесно се ускоряват до скоростта на светлината, поне в сравнение с другите частици. От друга страна, поради отрицателния си заряд те се отблъскват един от друг, което намалява ефективността на тласъка. Разбира се, при скорости, близки до светлинната, този проблем не е толкова остър поради явлението „релативистично притискане“: при такава скорост електроните просто нямат достатъчно време да се отблъснат един от друг на значително разстояние.

Изчисленията на авторите на тази научна работа показаха, че такъв лъч може да продължи да действа и на разстояние 100 астрономически единици от Земята, и дори на 1000 а. е. Тоест извън възможностите на другите известни на науката силови съоръжения. Освен това електроните ще могат да ускорят масата на сондата от 1000 кг до скорост 10% от светлинната, което ще позволи да се достигне Алфа Кентавър за 40 години. Това е два пъти по-дълъг период от времето, необходимо за полета на слънчев кораб, но ще бъде възможно да се съберат много по-ценни научни данни.

Проблемите с предложената технология включват въпроса за захранването на задвижващата система: колкото по-далеч от Земята се намира сондата, толкова повече енергия е необходима за осигуряване на същата мощност. Според изчисленията, необходими са 19 GeV за една сонда за до 100 а. е. от задвижващата система. Всъчщност човечеството може да си го позволи: LHC (големият адронен колайдер) е способен да формира снопове с енергии с порядъци по-високи.

Концепцията за междузвезден двигател, базиран на ускоряване на частици, хрумва на инженера от НАСА Дейвид Бърнс преди няколко години. Едно огромно 200-метрово устройство може да ускори космически кораб почти до скоростта на светлината. Освен ако, разбира се, то не нарушава законите на физиката.