Gennembrud i Starshot-medlemmer har samlet en liste over de udfordringer, de bliver nødt til at løse for at skabe et solsejl i den rigtige størrelse til at flyve til Alpha Centauri om 20 år. Deres fund blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Materials.
”De første resultater af vores analyse var uventet optimistiske - de materialer, der allerede findes i dag i kombination med nye metoder til fremstilling og måling af deres egenskaber, giver os i princippet mulighed for at skabe et prototype sejl, der er egnet til at accelerere et interstellært skib,” skrev Harry Atwater og kolleger. fra California Institute of Technology i Pasadena (USA).
I april 2016 talte den afdøde britiske kosmolog Stephen Hawking og den russiske milliardær Yuri Milner om deres næste "rum" -initiativ inden for Breakthrough Initiatives-serien - Breakthrough Starshot. Inden for dens rammer tildelte forretningsmanden 100 millioner dollars til at skabe et rumfartøj baseret på en idé skitseret af Californiens fysikere under ledelse af Philip Lubin for to år siden.
Dets essens er at sende ikke klassiske rumskibe til fjerne planeter, men ekstremt lette og flade strukturer lavet af reflekterende materiale, som vil blive accelereret til næsten lyshastigheder ved hjælp af en kraftig orbital laser.
Et sådant interstellært "sejlskib" vil ifølge amerikanske fysikers beregninger være i stand til at nå Alpha Centauri om 20 år og vil flyve mellem Mars og Jorden på kun tre dage uden nyttelast og om en måned med en belastning på 10 ton.
Hovedproblemet i begge tilfælde vil være decelerationen af sonden - mens holdet, der kom med det, ikke har nogen ideer til, hvordan man kan stoppe laseren "sejlbåd" sikkert. Lignende problemer vil opstå, som andre fysikere senere antydede, under dets acceleration - sejlet vil enten blive brændt af en laser, eller det vil kollapse, når det kolliderer med støvpartikler.
Atwater og hans kolleger på instituttet, direkte involveret i Breakthrough Starshot, studerede for første gang detaljeret, hvordan et sådant sejl ville opføre sig, når de interagerer med en laser og det interstellære medium, og formulerede et sæt minimumskrav til dets fremstilling.
Som forskerne fandt ud af, på trods af det næsten "umulige" sæt af egenskaber - et areal på 10 kvadratmeter, en masse i gram og en reflektivitet på 99.999999% - vil hovedproblemet i fremstillingen af et sejl ikke være valg af materiale, men en række andre ting. Det viste sig, at der allerede findes et antal materialer på Jorden, herunder film lavet af molybdæn-disulfid, amorf silicium og et antal andre halvledere, der har lignende egenskaber.
Salgsfremmende video:
Hvis denne film er tynd nok, vil paradoksalt nok sammenstød med helium og brintatomer, der er til stede i det interstellære medium, næsten ingen indflydelse på sejlets levetid. De fleste af atomerne vil passere gennem det uden at forårsage skade, og sammenstød med støvpartikler, som fysikernes beregninger viser, vil ikke skade mere end 10% af det samlede sejlareal.
Problemet er til gengæld, at der i dag ikke findes nogen teknologier, der tillader dyrkning af meget homogene og tynde film af disse stoffer i den krævede størrelse. Forskere bliver nødt til at finde en måde at lime relativt små fragmenter af disse film på, 10-20 centimeter i diameter, og denne operation skal udføres med praktisk talt atompræcision.
På den anden side er Atwater og hans kolleger overbeviste om, at sådanne teknikker til "limning" af sejlstykker hurtigt kan udvikles, idet de er afhængige af de teknologier, der anvendes i IT-branchen i dag til lodning af individuelle elementer i mikrokredsløb. Deres oprettelse vil give Breakthrough Starshot mulighed for at løse et af de største problemer og begynde at skabe et lasersystem, der er i stand til at fremskynde dette sejl til den krævede hastighed.