14. Júla 2015 New Horizons misia urobila históriu, keď sa stala prvou robotickou kozmickou loďou, ktorá vykonala prelet Pluta. 31. decembra 2018 znovu vytvorila históriu tým, že bola prvou kozmickou loďou, ktorá sa stretla s objektom Kuiper Belt Object (KBO) - Ultima Thule (2014 MU69). Okrem toho Voyager 2 sonda sa nedávno pripojila k svojej sesterskej sonde (Voyager 1) v medzihviezdnom priestore.
Vzhľadom na tieto úspechy je pochopiteľné, že návrhy na medzihviezdne misie sa opäť posudzujú. Čo by však takáto misia znamenala a stojí to za to? Kelvin F. Long, spoluzakladateľ Iniciatívy pre medzihviezdne štúdie (i4iS) a hlavný navrhovateľ medzihviezdneho letu, nedávno vydal dokument, ktorý podporuje myšlienku vyslania robotických misií do blízkych hviezdnych systémov na vykonanie prieskumu na mieste.
Dokument s názvom „Medzihviezdne sondy: výhody pre astronómiu a astrofyziku“ sa nedávno objavil online. Tento dokument sumarizuje materiál, ktorý sa Long predstaví na 47. sympóziu IAA o budúcich misiách vesmírnej astronómie a vedeckých misiách slnečnej sústavy - ktoré je súčasťou 70. medzinárodného astronomického kongresu - 10. októbra 2019; konkrétne zasadnutie zaoberajúce sa stratégiami a plánmi vesmírnej agentúry.
Na úvod Long načrtáva, ako astronómia / astrofyzika (najmä v prípade, že ide o vesmírne teleskopy) a skúmanie vesmíru pomocou robotických sond mali výrazný vplyv na náš druh. Ako vysvetlil časopisu Space Magazine e-mailom:
„Astronomické úsilie otvorilo naše obzory vedomostí o pôvode a vývoji slnečnej sústavy, galaxie a širšieho vesmíru. Je to činnosť, ktorú ľudia vykonávali pravdepodobne desaťtisíce rokov, keď sme sa pozerali smerom k hviezdam, a podporovali našu zvedavosť. Nikdy sme sa nemohli dotknúť hviezd, ale mohli sme sa na ne pozerať a inštrumentácia nám dávala možnosť pozrieť sa na ne ešte bližšie. Potom objav elektromagnetického spektra nám pomohol pochopiť vesmír tak, ako sme to nikdy predtým neurobili. “
V súčasnosti je úsilie ľudstva priamo študovať planéty a nebeské telá výlučne v slnečnej sústave. Najvzdialenejšie robotické misie cestovali ( Voyager 1 a 2 kozmické sondy) boli na vonkajšom okraji heliopauzy, na hranici medzi našou slnečnou sústavou a medzihviezdnym médiom.
Všetky tieto misie nás veľa naučili o planétovej formácii, histórii a vývoji našej slnečnej sústavy ao samotnej planéte Zem. A v posledných desaťročiach rozmiestnenie misií ako Hubble, Spitzer, Chandra, Kepler, a Transiting Satellite Exoplanet Survey Satellite (TESS) odhalili tisíce planét mimo našej slnečnej sústavy.
To, prirodzene, viedlo k obnovenému záujmu o montážne misie, ktoré by boli schopné priamo skúmať mimozemské planéty. Rovnako ako misie MESSENGER, Juno, svitaniaa New Horizons skúmali Merkúr, Jupiter, Ceres a Vesta, respektíve Pluto, tieto misie by boli zodpovedné za preklenutie medzihviezdnej priepasti a za spätné vyžarovanie obrazov a údajov vzdialených planét.
"[S] o otázkou je, či sme spokojní, že sa na ne len pozrieme z diaľky, alebo by sme tam chceli ísť?" povedal Long. „Vesmírne sondy ponúkajú jasnú výhodu oproti diaľkovému snímaniu na veľké vzdialenosti, čo je potenciál pre priame vedecké výskumy in situ na obežnej dráhe alebo dokonca na povrchu. Vo vesmíre, kde sa Zem a dokonca aj naša slnečná sústava redukujú na prázdnu bledú modrú bodku medzi prázdnotami, by sme boli šialení, že sa to jedného dňa neskúsíme.
Vyhliadky na objavenie ďalších solárnych systémov však, samozrejme, prinášajú niektoré veľké problémy, v neposlednom rade náklady. Z hľadiska perspektívy stojí program Apollo odhadom 25,4 miliárd dolárov, čo po úprave o infláciu dosahuje 143,7 miliárd dolárov. Zaslanie lode inej hviezde je preto veľmi dôležité, aby narazila na bilióny.
Ako však už dlho vysvetlil, všetky tieto problémy možno zhrnúť do dvoch kategórií. Prvá sa týka skutočnosti, že nám chýba potrebná technologická vyspelosť:
„Rovnako ako všetky kozmické lode, aj medzihviezdna vesmírna sonda bude potrebovať výkon, pohon a iné systémy, aby splnila svoje poslanie a úspešne dosiahla svoj cieľ a získala svoje údaje. Budovanie kozmickej lode, ktorá dokáže dostatočne rýchlo dosiahnuť cestu k najbližším hviezdam v primeranom čase ľudského života a zároveň poháňať tieto pohonné systémy, nie je ľahké a prekračuje výkon všetkých technológií, ktoré sme doteraz uviedli do vesmíru o niekoľko objednávok. veľkosti. Základné princípy, na ktorých by tieto stroje pracovali, sú z fyzikálneho a strojárskeho hľadiska dobre známe. Vyžaduje to iba cielený program úsilia, aby to bolo možné. “
Ako sme sa už zmienili v predchádzajúcom príspevku, bolo by neuveriteľne dlhé obdobie, aby ste sa pustili aj do najbližšej hviezdy. Použitím existujúcej technológie by kosmická loď trvala od 19 000 do 81 000 rokov, kým sa dostane k Alpha Centauri. Dokonca aj s použitím jadrového pohonu (realizovateľná, ale zatiaľ netestovaná technológia) by trvalo ešte 1 000 rokov, kým sa tam dostane.
Druhou hlavnou otázkou je podľa Longa nedostatok politickej vôle. V súčasnosti čelí planéta Zem mnohým problémom, z ktorých najväčšími sú preľudnenie, chudoba a zmena podnebia. Tieto problémy spolu v podstate znamenajú, že ľudstvo sa bude musieť postarať o potreby ďalších ľudí v miliardách a zároveň sa bude zaoberať znižovaním zdrojov.
"Vzhľadom na konkurenčné problémy na Zemi sa zdá, že dnes nie je opodstatnené schvaľovať výdavky na takéto misie," uviedol Long. „Objavenie exoplanety s potenciálne zaujímavou biológiou to samozrejme môže zmeniť. Súkromný sektor má potenciál takéto misie vyskúšať, ale je pravdepodobné, že to bude v budúcnosti, pretože väčšina súkromného úsilia sa zameriava na Mesiac a Mars. ““
Jedinou výnimkou z toho, vysvetľuje Long, sú Prielomové iniciatívy. Projekt Starshot, ktorého cieľom je poslať sondu v gramovom meradle spoločnosti Proxima Centauri za pouhých 20 rokov. To by bolo možné pomocou ľahkej plachty, ktorú by lasery urýchlili na relativistické rýchlosti až 60 000 km / s (37 282 mps) alebo 20% rýchlosti svetla.
Podobný koncept misie je známy ako Projekt Vážka, koncepcia, ktorú vyvinul medzinárodný tím vedcov Tobias Häfner. Je zaujímavé, že tento návrh sa zrodil z tej istej štúdie koncepčného dizajnu, ktorá bola inšpirovaná Starshot- ktorá bola hostiteľom iniciatívy Iniciatíva pre medzihviezdne štúdie (i4iS) v roku 2013.
Páči sa mi to Starshot, Dragonfly Tento koncept si vyžaduje laserovú svetelnú plachtu, ktorá by priviedla kozmickú loď na relativistické rýchlosti. Avšak, Dragonfly kozmická loď by bola výrazne ťažšia ako sonda v gramovom meradle, čo by umožnilo zahrnúť viac vedeckých nástrojov. Kozmická loď by po príchode spomalila aj magnetická plachta.
Zatiaľ čo misie, ako sú tieto, sa pravdepodobne budú musieť vyvíjať v blízkosti 100 miliárd dolárov, Long sa však určite domnieva, že to v oblasti cenovej dostupnosti vzhľadom na potenciálne zisky. Pokiaľ ide o odmeny, medzihviezdna misia by mala veľa, z ktorých všetky by boli poučné a vzrušujúce. Ako povedal Long:
„Príležitosť podrobne pozorovať ďalšie hviezdne systémy by nám poskytla oveľa lepšie pochopenie toho, ako sa formovala naša vlastná slnečná sústava a tiež povaha hviezd, galaxií a exotických javov, ako sú čierne diery, temná hmota a temná energia. Mohlo by to tiež poskytnúť lepšie predpovede pre potenciál systémov rozvoja života. “
Existuje tiež možnosť, že vesmírne sondy, ktoré vykonávajú medzihviezdne plavby pri relativistických rýchlostiach, objavia novú fyziku. V súčasnosti vedci chápu vesmír z hľadiska kvantovej mechaniky (chovanie hmoty na subatomárnej úrovni) a všeobecnej relativity (hmoty na najväčšej stupnici - hviezdne systémy, galaxie, superklastre, atď.).
Všetky pokusy o nájdenie Veľkej zjednotenej teórie (GUT) - aka. teória všetkého (TOE) - to by zlúčilo tieto dve myšlienkové školy zlyhalo. Long tvrdí, že vedecké misie do iných hviezdnych systémov by mohli veľmi dobre poskytnúť novú syntézu, ktorá by nám pomohla dozvedieť sa oveľa viac o tom, ako vesmír funguje ako celok.
Ale samozrejme, žiadna reč o odmeňovaní by nebola úplná bez toho, aby sme spomenuli tú najväčšiu zo všetkých: nájdenie života! Aj keby to bola iba kolónia mikróbov, vedecké dôsledky by boli obrovské. Pokiaľ ide o dôsledky nájdenia inteligentných druhov, dôsledky by boli nezmerateľné. Vyriešilo by to aj nadčasovú otázku, či je ľudstvo samo vo vesmíre.
"Nájdenie inteligentného života by bolo meničom hry, pretože keby sme boli v tomake kontakte s takýmto druhom a zdieľali sme si svoje vedomosti so sebou, bude to mať hlboký vplyv na naše vedy, ale aj na naše osobné filozofie," uviedol Long. „Je to dôležité pri posudzovaní vekovej otázky ľudského pôvodu.“
Predtým, ako sa dá uvažovať o takýchto misiách, sa však musí toho veľa udiať. Pre začiatočníkov sú to technologické požiadavky, a to aj pre technicky uskutočniteľný koncept, ako je napr Starshot, je potrebné sa zaoberať v dostatočnom časovom predstihu. Rovnako ako všetky potenciálne riziká spojené s medzihviezdnym letom pri relativistických rýchlostiach.
Predovšetkým však budeme musieť vopred vedieť, kam tieto misie vyslať, aby sme maximalizovali vedeckú návratnosť našich investícií. Tu bude hrať veľkú úlohu tradičná astronómia a astrofyzika. Ako dlho vysvetlil:
Predtým, ako sa začnú akékoľvek misie v iných hviezdnych systémoch, bude potrebné najprv charakterizovať vedeckú hodnotu návštevy týchto systémov pred rukami, čo si bude vyžadovať astronomické pozorovacie platformy na veľké vzdialenosti. Potom, čo budú sondy spustené, pomôžu tiež kalibrovať naše merania mierky kozmickej vzdialenosti, čo tiež pomôže vylepšiť naše astronomické prístroje. Je preto zrejmé, že každý druh, ktorý sa snaží byť osvietený o vesmíre a jeho mieste v ňom, by mal prijať obe formy prieskumu, pretože sa navzájom posilňujú.
Môže to trvať mnoho desaťročí, kým sa ľudstvo pripraví venovať čas, energiu a zdroje na medzihviezdnu misiu. Alebo to môže byť len otázkou rokov, kým sa v existujúcich návrhoch vyriešia všetky technické a logistické problémy. Či tak alebo onak, keď sa namontuje medzihviezdna misia, bude to významná a mimoriadne historická udalosť.
A keď začne odosielať údaje z najbližších hviezdnych systémov, bude to udalosť, ktorá nemá v histórii obdoby. Okrem nevyhnutného technologického pokroku je potrebná iba vôľa uskutočniť kľúčové investície.
