Χώρος

Το "Halo-engine" θα είναι σε θέση να επιταχύνει το διαστημικό σκάφος σχεδόν στην ταχύτητα του φωτός

Το 2016, ο φυσικός Stephen Hawking και δισεκατομμυριούχοςΟ Γιούρι Μίλνερ αποκάλυψε ένα σχέδιο για ταξίδι στα αστέρια. Το αποκαλούμενο έργο Breakthrough Starshot είναι ένα πρόγραμμα αξίας 100 εκατομμυρίων δολαρίων για την ανάπτυξη και επίδειξη των τεχνολογιών που απαιτούνται για την επίσκεψη στο πλησιέστερο σύστημα αστέρων. Οι πιθανοί στόχοι περιλαμβάνουν το Proxima Centauri, ένα σύστημα που βρίσκεται περίπου τέσσερα έτη φωτός μακριά, με αρκετούς εξωπλανήτες, ένας από τους οποίους μοιάζει με τη Γη.

Έργο Breakthrough Starshot

Το σχέδιο του Χόκινγκ και του Μίλνερ ήτανΚατασκευάστε χιλιάδες μικροσκοπικά διαστημόπλοια μεγέθους μικροτσίπ και χρησιμοποιήστε το φως για να τα επιταχύνετε σε σχετικιστική ταχύτητα - δηλαδή, κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Ένας μεγάλος στόλος αυξάνει τις πιθανότητες ότι τουλάχιστον ένας από αυτούς θα φτάσει με ασφάλεια. Κάθε "τσιπ αστέρι" συνδέεται με ένα ελαφρύ πανί μεγέθους ενός δικαστηρίου μπάντμιντον και στη συνέχεια ακτινοβολείται με εξαιρετικά ισχυρά επίγεια λέιζερ.

Η κίνηση του λέιζερ έχει πολλά πλεονεκτήματα. Το πιο σημαντικό είναι ότι το διαστημικό σκάφος δεν χρειάζεται καύσιμο και επομένως δεν πρέπει να πάρει επιπλέον βάρος μαζί του. Επίσης, με τη βοήθεια της επιτάχυνσης του ελαφρού πανιού, μπορείτε να επιταχύνετε το πλοίο μέχρι το 20% της ταχύτητας του φωτός. Σε αυτό το σενάριο, ο στόλος θα φθάσει στην Proxima Centauri σε λιγότερο από 30 χρόνια.

Τα φανταστικά ισχυρά λέιζερ που χρειάζονται για μια τέτοια αποστολή θα είναι ιδιαίτερα δύσκολα και δαπανηρά να αναπτυχθούν. Εμφανίζεται μια προφανής ερώτηση: υπάρχει ένας άλλος τρόπος να επιτευχθούν σχετικιστικές ταχύτητες;

Σήμερα έχουμε ένα είδος απάντησης, ευχαριστώτο έργο του David Kipping, ενός αστρονόμου από το Πανεπιστήμιο της Κολούμπια στη Νέα Υόρκη. Ο Kipping έρχεται με μια νέα μορφή βαρυτικής σκόνης, την ίδια τεχνολογία που η ΝΑΣΑ συνηθίζει να στέλνει, για παράδειγμα, το διαστημικό σκάφος Galileo στον Δία. Η ιδέα είναι να επιταχυνθεί το διαστημικό σκάφος, στέλνοντάς το δίπλα σε ένα τεράστιο αντικείμενο όπως ένας πλανήτης. Έτσι, το διαστημικό σκάφος θα πάρει μέρος της ταχύτητας του πλανήτη, θα επιταχύνει με τη βοήθειά του.

Οι βαλβιδικές σφεντόνες λειτουργούν εξαιρετικά γιαμαζικά σώματα. Στη δεκαετία του 1960, ο φυσικός Freeman Dyson υπολόγισε ότι μια μαύρη τρύπα μπορεί να επιταχύνει ένα διαστημικό σκάφος σε σχετικές ταχύτητες. Αλλά οι δυνάμεις σε ένα διαστημικό σκάφος που προσεγγίζει ένα τέτοιο αντικείμενο πιθανότατα θα τον καταστρέψουν.

Ως εκ τούτου, ο Kipping προσέφερε μια έξυπνη εναλλακτική λύση. Η ιδέα του είναι να κατευθύνει τα φωτόνια γύρω από τη μαύρη τρύπα και στη συνέχεια να χρησιμοποιήσει την πρόσθετη ενέργεια που λαμβάνουν για να επιταχύνει το ελαφρύ πανί. "Η κινητική ενέργεια μιας μαύρης τρύπας μεταδίδεται στην ακτίνα φωτός ως μπλε μετατόπιση και όταν επιστρέψει, τα φωτόνια όχι μόνο επιταχύνουν το διαστημικό σκάφος αλλά και προσθέτουν ενέργεια σε αυτό" λέει ο Kipping.

Αυτή η διαδικασία εξαρτάται από ένα εξαιρετικά ισχυρό πεδίο βαρύτητας γύρω από μια μαύρη τρύπα. Δεδομένου ότι τα φωτόνια έχουν μια μικρή, αλλά ακόμα ανάπαυση μάζα, αυτό το πεδίο είναι σε θέση να παγιδεύει το φως σε μια κυκλική τροχιά.

Το έργο του Kipping βασίζεται σε ένα ελαφρώς διαφορετικότροχιά, κατευθύνοντας φωτόνια που εκπέμπονται από το διαστημικό σκάφος, γύρω από τη μαύρη τρύπα και πίσω - ένα είδος τροχιάς-μπούμερανγκ. Κατά τη διάρκεια του ταξιδιού, τα φωτόνια στο μπούμερανγκ θα δέχονται κινητική ενέργεια από την κίνηση μιας μαύρης τρύπας.

Είναι αυτή η ενέργεια που μπορεί να επιταχύνει το κοσμικόπλοίο εφοδιασμένο με αντίστοιχο ελαφρύ πανί. Ο Kipping αποκαλεί την ιδέα του "φωτοστέφανο". Ένας μηχανισμός αλογόνου μεταδίδει την κινητική ενέργεια μιας κινούμενης μαύρης τρύπας σε ένα διαστημικό σκάφος χρησιμοποιώντας βαρύτητα. Στην περίπτωση αυτή, το διαστημικό σκάφος δεν καταναλώνει κανένα από τα καύσιμα του στη διαδικασία αυτή.

Επειδή ο μηχανισμός halo χρησιμοποιεί κίνησημαύρη τρύπα, εφαρμόζεται καλύτερα σε δυαδικά συστήματα στα οποία μια μαύρη τρύπα περιστρέφεται γύρω από ένα άλλο αντικείμενο. Στη συνέχεια, τα φωτόνια λαμβάνουν ενέργεια από την κίνηση της μαύρης τρύπας στα αντίστοιχα σημεία της τροχιάς της.

Και ένας τέτοιος κινητήρας πρέπει να λειτουργεί με οποιαδήποτε μάζα,που είναι σημαντικά μικρότερη από τη μάζα μιας μαύρης τρύπας. Ο Kipping λέει ότι με αυτόν είναι δυνατοί μηχανισμοί μεγέθους ενός πλανήτη. Έτσι, ένα αρκετά προηγμένο πολιτισμό θα μπορούσε να ταξιδέψει σε σχετικιστικές ταχύτητες από ένα γαλαξία στην άλλη, πηδώντας από ένα διπλό σύστημα μαύρη τρύπα στην άλλη. "Ένας αναπτυγμένος πολιτισμός θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει την έννοια του ελαφρού πανιού για να επιτύχει ρεαλιστικές ταχύτητες και εξαιρετικά αποτελεσματική κίνηση", λέει.

Ο ίδιος μηχανισμός μπορεί επίσης να επιβραδυνθείδιαστημικό σκάφος. Έτσι, αυτός ο προηγμένος πολιτισμός θα αναζητήσει πιθανώς ζεύγη δυαδικών συστημάτων με μαύρες τρύπες που θα λειτουργούν ως επιταχυντές και επιβραδυντές.

Ο Γαλαξίας περιέχει περίπου 10 δισεκατομμύριαδυαδικά συστήματα μαύρης οπής. Αλλά ο Kipping σημειώνει ότι πιθανότατα θα υπάρχει μόνο ένας περιορισμένος αριθμός τροχιών που τις συνδέουν μεταξύ τους, έτσι ώστε αυτές οι διαστρικές αστικές οδοί να είναι πολύτιμες.

Φυσικά, η τεχνολογία που απαιτείταιΗ χρήση αυτής της έννοιας είναι επί του παρόντος μακριά από την ανθρωπότητα. Αλλά οι αστρονόμοι θα πρέπει να είναι σε θέση να καταλάβουν πού εντοπίζονται οι καλύτεροι αυτοκινητόδρομοι αστέρων, καθώς και να αναζητήσουν τεχνολογικές υπογραφές των πολιτισμών που μπορούν να τις εκμεταλλευτούν.

Λοιπόν, ίσως μια μέρα μπορούμε να τα οδηγήσουμε. Θα οδηγήσετε; Πείτε μας στο chat μας στο Telegram.