Отправлять к новым мирам автономные космические аппараты или вкладывать средства в наблюдения с помощью наземных и орбитальных телескопов — энтузиасты проекта Breakthrough Starshot, поддержанного два года назад Стивеном Хокингом, полагают, что одно другому не мешает. Лет через двадцать технологии позволят запустить миссию к Альфе Центавра, чтобы с близкого расстояния детально изучить находящуюся там "Землю 2.0".
По следам "Вояджеров"
В 2013 году американская космическая станция "Вояджер-1" покинула Солнечную систему, в декабре 2018-го это же сделал и ее близнец "Вояджер-2". Пока только эти аппараты, запущенные в 1977 году, вырвались из гравитационного поля родной звезды и теперь бороздят межзвездное пространство.
Скорость "Вояджеров" — 17 километров в секунду. До ближайшей звездной системы Альфа Центавра — это около четырех световых лет от нас — они будут лететь десятки тысяч лет. Но в 2025 году у них закончится уран, обеспечивающий бортовое оборудование электроэнергией, и наблюдения прекратятся. Для межзвездных путешествий нужны принципиально иные технологии. Такие, которые разрабатываются в рамках инициированной в 2016 году российским инвестором Юрием Мильнером и британским физиком Стивеном Хокингом программы Breakthrough Starshot.
Разведчик под солнечным парусом
Президент некоммерческой организации "Инициатива по межзвездным исследованиям" Келвин Лонг (Великобритания) в недавней статье на Arxiv.org описал зонд с четырехметровым солнечным парусом из тонкого светоотражающего материала, например графена. Толкает его луч света от установленных на Земле лазеров суммарной мощностью сто гигаватт.
Среди обязательного оборудования на борту: радиоизотопный термоэлектрический генератор, направленные антенны, толкатели для маневрирования, радиатор, защита от межзвездной пыли, цифровая память, звездный навигатор. Кроме того, аппарат нужно оснастить научными приборами: магнитометром, спектрометром, детекторами космических лучей, фотокамерами, возможно, мини-телескопом.
Сам зонд — это микрочип массой не более нескольких граммов. Лазерный луч разгонит его до шестидесяти тысяч километров в секунду, то есть до двух десятых скорости света. В результате путь до Альфы Центавра займет пару десятилетий.
Увидеть Землю 2.0 и умереть
Миссия Starshot оправдана, если зонд отправить к звезде, в зоне обитаемости которой находится похожая на Землю планета. С этой точки зрения наиболее интересна наша ближайшая соседка Альфа Центавра, точнее, расположенный рядом одиночный красный карлик Проксима Центавра. По его орбите движется экзопланета Проксима Центавра b, размером и массой напоминающая Землю.
Космический зонд мог бы исследовать движение, форму экзопланеты, состав атмосферы и поверхности, поискать органику и следы жизни. Выйти на орбиту или приземлиться аппарат не сможет из-за слишком высокой скорости, в сотни раз превосходящей скорость звезды. Совершенно непонятно пока, каким образом тормозить зонд, поэтому, скорее всего, первая миссия ограничится пролетом через систему альфа и Проксиму Центавра.
По пути до звезды зонд будет изучать межзвездную среду, тестировать различные аспекты общей и специальной теории относительности, наблюдать эффекты, связанные с темной материей и энергией.
Критики проекта отмечают, что солнечный парус еще не разработан, но даже если его запустить, он, скорее всего, испарится под лучом лазера.
В любом случае ему не удастся преодолеть межзвездную среду — за долгие годы полета оборудование выйдет из строя, бомбардируемое мириадами атомов. Неизвестно, выдержат ли земные материалы околосветовую скорость. Наконец неясно, где взять энергию для передачи информации на Землю и как земные астрономы различат ее на фоне более мощных сигналов Альфы Центавра.
Авторам проекта Starshot предстоит преодолеть множество научных и инженерных трудностей, но то, что к середине века подобная миссия будет запущена, Лонг не сомневается. Другие способы достичь релятивистских скоростей гораздо сложнее, полагает исследователь. К примеру, разработка взрыволета типа "Дедал" или "Икар", толкаемого энергией ядерных зарядов, не предвидится ранее XXIV века.
