"Halo-motor" će moći ubrzati svemirsku letjelicu gotovo do brzine svjetlosti

Godine 2016. fizičar Stephen Hawking i milijarderYuri Milner otkrio je plan putovanja do zvijezda. Takozvani Probojni Starshot projekt je program vrijedan 100 milijuna dolara za razvoj i demonstraciju tehnologija potrebnih za posjet najbližem zvjezdanom sustavu. Potencijalni ciljevi uključuju Proxima Centauri, sustav smješten udaljen oko četiri svjetlosne godine, s nekoliko egzoplaneta, od kojih jedan nalikuje Zemlji.

Projekt Probojne zvijezdehot

Hokingov i Milnerov plan je bio daIzgradite tisuće malih svemirskih letjelica veličine mikročipa i upotrijebite svjetlo da ih ubrzate do relativističke brzine - to jest, blizu brzine svjetlosti. Velika flota povećava šanse da će barem jedan od njih sigurno stići. Svaki "zvijezda čip" je pričvršćena na svjetlo jedro veličine badmintonskog igrališta, a zatim ozračeno iznimno moćnim zemaljskim laserima.

Pokret lasera ima mnoge prednosti. Najvažnije je da letjelici nije potrebno nikakvo gorivo, te stoga ne bi trebalo uzimati dodatne težine s njima. Također, uz pomoć ubrzanja svjetlosnog jedra, možete ubrzati brod do 20% brzine svjetlosti. U ovom scenariju, flota će stići u Proxima Centauri za manje od 30 godina.

Fantastično snažni laseri potrebni za takvu misiju bit će posebno teški i skupi za razvoj. Očito je pitanje: postoji li drugi način za postizanje relativističkih brzina?

Danas imamo neku vrstu odgovora, hvalarad Davida Kippinga, astronoma sa Sveučilišta Columbia u New Yorku. Kipping je došao do novog oblika gravitacijske praćke, iste tehnologije koju je NASA slala, primjerice, svemirskoj letjelici Galileo u Jupiter. Ideja je ubrzati letjelicu, poslati je pored velikog objekta kao što je planet. Dakle, letjelica će oduzeti dio brzine planeta, ubrzati uz njegovu pomoć.

Gravitacijska praćka radi sjajnomasivna tijela. Šezdesetih godina, fizičar Freeman Dyson je izračunao da crna rupa može ubrzati letjelicu do relativističkih brzina. Ali sile na svemirskoj letjelici koja se približava takvom objektu najvjerojatnije će je uništiti.

Stoga je Kipping ponudio pametnu alternativu. Njegova je zamisao usmjeriti fotone oko crne rupe i zatim upotrijebiti dodatnu energiju za ubrzanje svjetlosnog jedra. "Kinetička energija crne rupe prenosi se na svjetlosni snop kao plavi pomak, a nakon povratka, fotoni ne samo da ubrzavaju letjelicu, nego mu i dodaju energiju", kaže Kipping.

Ovaj proces ovisi o iznimno snažnom gravitacijskom polju oko crne rupe. Budući da fotoni imaju malu, ali još uvijek pokojnu masu, ovo polje je u stanju uhvatiti svjetlo u kružnu orbitu.

Kippingov rad temelji se na nešto drugačijemorbita, usmjeravajući fotone koje emitira letjelica, oko crne rupe i natrag - neka vrsta orbite-bumeranga. Tijekom putovanja, fotoni na bumerangu će primiti kinetičku energiju iz kretanja crne rupe.

Ta energija može ubrzati svemirbrod opremljen odgovarajućim svjetlosnim jedrom. Kipping svoju ideju naziva "halo-motor". Halo motor prenosi kinetičku energiju pokretne crne rupe na svemirsku letjelicu pomoću gravitacije. U tom slučaju, svemirska letjelica ne troši svoje vlastito gorivo u tom procesu.

Jer halo motor koristi kretanjecrna rupa, najbolje je primijeniti na binarne sustave u kojima se crna rupa vrti oko drugog objekta. Tada fotoni primaju energiju iz gibanja crne rupe na odgovarajućim točkama u svojoj orbiti.

I takav bi motor trebao raditi s bilo kojom masom,što je znatno manje od mase crne rupe. Kipping kaže da su s njim mogući mehanizmi veličine planeta. Dakle, dobro razvijena civilizacija može putovati s relativističkim brzinama iz jednog dijela galaksije u drugi, skakavši iz jednog binarnog sustava crnih rupa u drugi. "Razvijena civilizacija mogla bi koristiti koncept laganog jedra kako bi postigla relativističke brzine i iznimno učinkovito kretanje", kaže on.

Isti mehanizam može usporitisvemirski brod. Tako će ova napredna civilizacija vjerojatno tražiti parove binarnih sustava s crnim rupama koji će djelovati kao ubrzivači i usporivači.

Mliječni put sadrži oko 10 milijardibinarni sustavi crne rupe. Ali Kipping primjećuje da će najvjerojatnije biti ograničen broj putanja koje ih povezuju, tako da će ove međuzvjezdane autoceste vjerojatno biti vrlo vrijedne.

Naravno, potrebna je tehnologijaKorištenje ovog koncepta je sada izvan dosega čovječanstva. No, astronomi bi trebali moći otkriti gdje se nalaze najbolje zvijezde autoceste, kao i tražiti tehno-potpise civilizacija koje ih mogu iskoristiti.

Pa, možda ih jednog dana možemo jahati. Hoćeš li jahati? Recite nam u našem chatu u Telegramu.