Zrodil se projekt mezihvězdných nanosond (nejen) k Alfě Centauri

Hlavními protagonisty projektu jsou původem ruský miliardář Jurij Milner, který hodlá vývoj nutných technologií podpořit částkou 100 milionů dolarů a britský astrofyzik Stephen Hawking, který má projektu zajistit potřebnou odbornou záštitu a publicitu.

V dozorčí radě projektu je také zakladatel Facebooku Mark Zuckerberg. V týmu je i mnoho dalších významných fyzikálních a astrofyzikálních osobností jako např. Saul Perlmutter, Freeman Dyson, Roald Sagdějev nebo Martin Rees. Hlavním problémem v rámci projektu bude dostatečně zmenšit všechny nutné systémy sondy zvané “nanocraft” tak, aby zároveň ještě mohly plnit své funkce.

Jde zejména o nanopočítač, nanokamery, navigační a komunikační systém, fotonovou pohonnou jednotku či plachtu o síle několika set atomů a s úhlopříčkou kolem jednoho metru, vyrobenou ze zrcadlové fólie (LightSail) a radionuklidový energetický zdroj.

Do fotonových plachet sond se hned na začátku jejich cesty na oběžné dráze kolem Země naplno opře velmi výkonná soustava laserů, umístěná na Zemi, na nějakém vysoko položeném a suchém místě. Lasery udělí sondám během několika minut cílovou rychlost, ale také s nimi budou během cesty udržovat spojení, tj. vysílat i přijímat komunikační optické signály.

V současné době potřebné technologie na této úrovni sice ještě neexistují, ale vědecký ředitel projektu, Pete Worden, jinak též bývalý šéf Amesova výzkumného střediska NASA, prohlásil, že vidí jako reálný termín startu nanosond zhruba rok 2045. Konečná realizace vlastní mezihvězdné mise však bude potřebovat finance až 10 miliard dolarů.

Většinu financí však nepohltí vlastní sondy (nanocrafts) nebo jejich užitečný přístrojový náklad (StarChips), ale zmíněný externí urychlovací laserový systém, nazvaný Light Beamer. Jeho lasery by mohly na cestu k Alfě Centauri vysílat až několik sond týdně. Autorem této koncepce je Philip Lubin z Kalifornské univerzity v Santa Barbaře.

Soustavou Alfy Centauri proletí nanosondy prakticky nezmenšenou rychlostí 60 000 kilometrů za sekundu a budou mít proto poměrně málo času na její průzkum. Jejich přístroje také vzhledem k extrémně malým rozměrům nebudou zrovna nejkvalitnější, přesto by sondy mohly zblízka získat některá cenná data, která na dálku zjistit nelze.

Možnost předávat výkon laserů nanosondám se vzdáleností rychle klesá a proto jim bude nutné udělit cílovou rychlost během pouhých asi dvou minut, při obrovském krátkodobém přetížení až 60 tisíc g, které by všechny sondy nemusely vydržet. Po urychlení sonda protne do hodiny dráhu Marsu a během 3-4 dní opustí Sluneční soustavu. Vysoká rychlost v meziplanetárním a mezihvězdném prostoru však pro velmi tenké a lehké nanosondy představuje poměrně značné riziko. V této rychlosti by např. srážka sondy i s velmi malou a lehkou částečkou prachu znamenala velmi pravděpodobně zničení nebo vážné poškození sondy.

Milner předpokládá, že na Zemi umístěná urychlovací soustava Light Beamer by obsahovala asi milion laserů o celkovém spojitém výkonu 100 gigawattů, přičemž by zabraly plochu několika čtverečních kilometrů. Laserový urychlovací systém by ale nemusel mít pouze jednorázové využití - mohl by např. efektivně urychlovat sondy opatřené solárními plachtami, které by se vydávaly na kratší cesty k planetám naší Sluneční soustavy.

Soustředit výkon milionu laserů s obrovskou přesností na malou zrcadlovou plochu, vzdálenou několik set tisíc kilometrů je přitom velmi složité - navíc se zde přenos energie uskutečňuje přes tlustou a neklidnou vrstvu zemské atmosféry.

Zdroje: Space.com 1, Space.com 2, Breakthrough Starshot 1, Breakthrough Starshot 2, Popular Science 1, Popular Science 2, Popular Science 3, NPR, New York Times, AstroWatch, Scientific American, Inverse. Guardian, Vox, Youtube 1, Youtube 2, Youtube 3