ในวันที่ 14 กรกฎาคม 2558 นิวฮอริซอน ภารกิจสร้างประวัติศาสตร์เมื่อมันกลายเป็นยานอวกาศหุ่นยนต์ตัวแรกที่ดำเนินการบินผ่านพลูโต ในวันที่ 31 ธันวาคม 2018 สร้างประวัติศาสตร์อีกครั้งโดยเป็นยานอวกาศตัวแรกที่พบกับ Kuiper Belt Object (KBO) - Ultima Thule (2014 MU69) นอกจากนี้แล้ว รอบโลก 2 โพรบเพิ่งเข้าร่วมโพรบของน้องสาวรอบโลก 1) ในอวกาศระหว่างดวงดาว
ด้วยความสำเร็จเหล่านี้จึงเป็นที่เข้าใจได้ว่าข้อเสนอสำหรับภารกิจระหว่างดวงดาวนั้นได้รับการพิจารณาอีกครั้ง แต่ภารกิจดังกล่าวจะเกี่ยวข้องกับอะไรและมันคุ้มค่าหรือไม่ Kelvin F. Long ผู้ร่วมก่อตั้ง Initiative for Interstellar Studies (i4iS) และผู้สนับสนุนหลักของการบินระหว่างดวงดาวเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้ตีพิมพ์บทความที่สนับสนุนความคิดในการส่งภารกิจของหุ่นยนต์ไปยังระบบดาวใกล้เคียง
กระดาษที่ชื่อ“ ดวงดาว Probes: ประโยชน์กับดาราศาสตร์และดาราศาสตร์” เพิ่งปรากฏออนไลน์ กระดาษสรุปเนื้อหาที่ Long จะนำเสนอในการประชุมวิชาการ IAA 47 เรื่องดาราศาสตร์อวกาศในอนาคตและภารกิจวิทยาศาสตร์ระบบสุริยะซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการประชุมอวกาศนานาชาติครั้งที่ 70 - วันที่ 10 ต.ค. 2019; เซสชั่นจัดการกับกลยุทธ์และแผนของ Space Agency
ในการเริ่มต้นยาวแสดงให้เห็นว่าดาราศาสตร์ / ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับกล้องโทรทรรศน์อวกาศ) และการสำรวจอวกาศโดยใช้หุ่นยนต์ยานสำรวจมีผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อสายพันธุ์ของเรา ตามที่เขาอธิบายให้นิตยสารอวกาศทางอีเมล:
“ ความพยายามทางดาราศาสตร์ได้เปิดโลกทัศน์ความรู้ของเราเกี่ยวกับต้นกำเนิดและวิวัฒนาการของระบบสุริยะจักรวาลและจักรวาลที่กว้างขึ้น มันเป็นกิจกรรมที่มนุษย์ทำมานานนับหมื่นปีเมื่อเรามองไปที่ดวงดาวและพวกเขาก็สนับสนุนความอยากรู้ของเรา เราไม่สามารถสัมผัสดวงดาวได้ แต่เราสามารถมองดูพวกมันได้และเครื่องมือช่วยให้เรามองพวกเขาได้ใกล้ชิดยิ่งขึ้น จากนั้นการค้นพบคลื่นความถี่แม่เหล็กไฟฟ้าช่วยให้เราเข้าใจจักรวาลในแบบที่เราไม่เคยทำมาก่อน”
ในปัจจุบันความพยายามของมนุษย์ในการศึกษาดาวเคราะห์และวัตถุท้องฟ้าได้ถูก จำกัด อยู่ที่ระบบสุริยะโดยตรง ภารกิจหุ่นยนต์ที่ไกลที่สุดได้เดินทางไปแล้ว รอบโลก 1 และ 2 ยานสำรวจอวกาศ) ไปที่ขอบด้านนอกของ heliopause ขอบเขตระหว่างระบบสุริยะของเรากับตัวกลางระหว่างดวงดาว
ภารกิจทั้งหมดเหล่านี้สอนเรามากมายเกี่ยวกับการก่อตัวของดาวเคราะห์ประวัติและวิวัฒนาการของระบบสุริยะของเราและเกี่ยวกับโลกของดาวเคราะห์เอง และในทศวรรษที่ผ่านมาการใช้งานของภารกิจเช่น ฮับเบิลสปิตเซอร์จันทราเคปเลอร์ และ Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) เปิดเผยดาวเคราะห์หลายพันดวงที่อยู่นอกเหนือระบบสุริยะของเรา
โดยปกติสิ่งนี้นำไปสู่ความสนใจในการติดตั้งภารกิจที่จะสามารถสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบได้โดยตรง ในลักษณะเดียวกันกับภารกิจที่ชอบ ผู้สื่อสาร, จูโน, รุ่งอรุณและ นิวฮอริซอน มีการสำรวจดาวพุธดาวพฤหัสบดีเซเรสและเวสต้าและพลูโตตามลำดับภารกิจเหล่านี้จะต้องรับผิดชอบในการเชื่อมต่อการแบ่งแยกระหว่างดวงดาวและฉายภาพและข้อมูลของดาวเคราะห์ที่อยู่ไกลออกไป
“ [S] คำถามคือเราพอใจเพียงแค่มองพวกเขาจากระยะไกลหรือเราอยากไปที่นั่นหรือ” ลองกล่าวว่า “ ยานสำรวจอวกาศนำเสนอข้อได้เปรียบที่ชัดเจนเหนือการสำรวจระยะไกลในระยะยาวซึ่งเป็นโอกาสสำหรับการตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์โดยตรงจากวงโคจรหรือแม้แต่บนพื้นผิว ในจักรวาลที่โลกและแม้แต่ระบบสุริยะของเราถูกลดเหลือเพียงจุดสีน้ำเงินซีดท่ามกลางโมฆะพวกเราคงไม่บ้าไปซักวันเดียว”
แต่แน่นอนว่าโอกาสในการสำรวจระบบสุริยะอื่น ๆ นั้นเป็นปัญหาที่สำคัญไม่ใช่อย่างน้อยก็มีค่าใช้จ่าย โปรแกรม Apollo มีราคาประมาณ $ 25.4 พันล้านเหรียญสหรัฐซึ่งคิดเป็น 143.7 พันล้านเหรียญสหรัฐเมื่อปรับตามภาวะเงินเฟ้อ การส่งเรือไปยังอีกดาวหนึ่งจึงน่าจะวิ่งเข้าสู่ล้านล้าน
แต่ตามที่อธิบายไว้นานความท้าทายทั้งหมดนี้สามารถสรุปได้เป็นสองประเภท สิ่งแรกกล่าวถึงข้อเท็จจริงที่ว่าเราขาดวุฒิภาวะทางเทคโนโลยีที่จำเป็น:
“ เช่นเดียวกับยานอวกาศทั้งหมดยานอวกาศสำรวจอวกาศจำเป็นต้องใช้พลังขับเคลื่อนและระบบอื่น ๆ เพื่อให้บรรลุภารกิจและบรรลุเป้าหมายได้สำเร็จและได้รับข้อมูล การสร้างยานอวกาศที่สามารถไปได้เร็วพอที่จะเดินทางไปยังดาวที่ใกล้ที่สุดในเวลาที่เหมาะสมในชีวิตมนุษย์และเพิ่มพลังให้กับระบบขับเคลื่อนเหล่านั้นไม่ใช่เรื่องง่ายและเกินกว่าประสิทธิภาพของเทคโนโลยีใด ๆ ที่เราเคยเปิดตัวสู่อวกาศจนถึงปัจจุบัน ของขนาด ทว่าหลักการพื้นฐานที่ว่าเครื่องจักรเหล่านั้นจะทำงานอย่างไรจากมุมมองทางฟิสิกส์และวิศวกรรมเป็นที่เข้าใจกันดี เพียง แต่ต้องการโปรแกรมที่มุ่งเน้นความพยายามเพื่อให้สิ่งนี้เป็นไปได้”
ดังที่เราได้กล่าวถึงในโพสต์ก่อนหน้านี้มันใช้เวลานานอย่างไม่น่าเชื่อในการสำรวจดาวดวงที่ใกล้ที่สุด การใช้เทคโนโลยีที่มีอยู่มันจะใช้ยานอวกาศจาก 19,000 ถึง 81,000 ปีเพื่อไปถึงอัลฟาเซ็นทอรี แม้จะใช้การขับเคลื่อนด้วยนิวเคลียร์ (เป็นไปได้ แต่ยังไม่ได้ทดสอบเทคโนโลยี) ก็ยังคงใช้เวลา 1,000 ปีในการเดินทาง
ประเด็นสำคัญที่สองอ้างอิงจาก Long คือการขาดเจตจำนงทางการเมือง ในปัจจุบันดาวเคราะห์โลกกำลังเผชิญกับปัญหาหลายอย่างซึ่งใหญ่ที่สุดคือล้นเกินความยากจนและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ปัญหาเหล่านี้เมื่อรวมกันแล้วก็หมายความว่ามนุษย์จะต้องเห็นความต้องการของผู้คนหลายพันล้านคนมากขึ้นในขณะเดียวกันก็ต้องจัดการกับทรัพยากรที่ลดน้อยลง
“ จากปัญหาการแข่งขันบนโลกมันรู้สึกว่าไม่มีเหตุผลในวันนี้ที่จะอนุมัติการใช้จ่ายของภารกิจดังกล่าว” ลองกล่าว “ เห็นได้ชัดว่าการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบที่มีชีววิทยาที่น่าสนใจอาจเปลี่ยนสิ่งนี้ มีศักยภาพสำหรับภาคเอกชนในการทำภารกิจดังกล่าว แต่สิ่งเหล่านี้มีแนวโน้มในอนาคตเนื่องจากความพยายามส่วนตัวส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่ดวงจันทร์และดาวอังคาร”
ข้อยกเว้นอย่างหนึ่งสำหรับสิ่งนี้ลองอธิบายคือการริเริ่มการพัฒนา ' โครงการ Starshotซึ่งมีเป้าหมายที่จะส่งหัววัดขนาดกรัมไปยัง Proxima Centauri ในเวลาเพียง 20 ปี สิ่งนี้จะเป็นไปได้โดยใช้การแล่นเรือแสงซึ่งจะถูกเร่งโดยเลเซอร์เพื่อความสัมพันธ์ relativistic สูงถึง 60,000 km / s (37,282 mps) หรือ 20% ของความเร็วของแสง
แนวคิดของภารกิจที่คล้ายกันเรียกว่า โครงการแมลงปอแนวคิดที่ได้รับการพัฒนาโดยทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติโดย Tobias Häfner น่าสนใจพอข้อเสนอนี้เกิดจากการศึกษาการออกแบบแนวความคิดเดียวกับที่ได้รับแรงบันดาลใจ Starshot- จัดทำโดย Initiative for Interstellar Studies (i4iS) ในปี 2556
ชอบ Starshot, แมลงปอ แนวคิดเรียกร้องให้เรือแล่นด้วยแสงเลเซอร์ซึ่งจะลากยานอวกาศขึ้นไปด้วยความเร็วที่สัมพันธ์กัน อย่างไรก็ตาม แมลงปอ ยานอวกาศจะหนักกว่ายานสำรวจขนาดกรัมอย่างมีนัยสำคัญซึ่งจะช่วยให้สามารถรวมเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ได้มากขึ้น ยานอวกาศก็จะถูกชะลอความเร็วโดยเรือแม่เหล็กเมื่อเดินทางมาถึง
ในขณะที่ภารกิจเช่นนี้มีแนวโน้มที่จะเสียค่าใช้จ่ายราว ๆ $ 100 พันล้านเพื่อพัฒนา แต่แน่นอนว่า Long รู้สึกว่าสิ่งนี้อยู่ในขอบเขตของความสามารถในการจ่ายได้เนื่องจากการจ่ายผลตอบแทน เมื่อพูดถึงเรื่องการจ่ายผลตอบแทนภารกิจระหว่างดวงดาวจะมีมากมายซึ่งทั้งหมดนี้จะเป็นความรู้แจ้งและน่าตื่นเต้น ตราบเท่าที่กล่าวว่า:
“ โอกาสในการสำรวจระบบดาวฤกษ์อื่น ๆ อย่างใกล้ชิดจะทำให้เราเข้าใจได้ดียิ่งขึ้นว่าระบบสุริยะของเราก่อตัวอย่างไรและยังเป็นธรรมชาติของดาวกาแลคซีและปรากฏการณ์แปลกใหม่เช่นหลุมดำสสารมืดและพลังงานมืด มันยังช่วยให้เราคาดการณ์ได้ดีขึ้นเกี่ยวกับศักยภาพของระบบวิวัฒนาการที่มีชีวิต”
นอกจากนี้ยังมีความเป็นไปได้ที่ยานสำรวจอวกาศทำการเดินทางระหว่างดวงดาวด้วยความเร็วที่สัมพันธ์กันจะค้นพบฟิสิกส์ใหม่ ในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์เข้าใจจักรวาลในแง่ของกลศาสตร์ควอนตัม (พฤติกรรมของสสารในระดับอะตอม) และทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (สสารที่ใหญ่ที่สุดของเครื่องชั่ง - ระบบดาวกาแลคซีซุปเปอร์คลัส ฯลฯ )
ในวันที่ความพยายามทั้งหมดในการหาทฤษฎีแกรนด์ปึกแผ่น (GUT) - aka ทฤษฎีของทุกสิ่ง (TOE) - ที่จะรวมโรงเรียนแห่งความคิดทั้งสองนี้ล้มเหลว นานอ้างว่าภารกิจทางวิทยาศาสตร์กับระบบดาวอื่น ๆ อาจให้การสังเคราะห์ใหม่ได้เป็นอย่างดีซึ่งจะช่วยให้เราเรียนรู้มากขึ้นเกี่ยวกับวิธีการที่จักรวาลทำงานโดยรวม
แต่แน่นอนว่าจะไม่มีการพูดถึงเรื่องการจ่ายเงินให้สมบูรณ์โดยไม่เอ่ยถึงสิ่งที่ยิ่งใหญ่ที่สุดอย่างใดอย่างหนึ่ง: ค้นหาชีวิต! แม้ว่ามันจะเป็นเพียงเชื้อจุลินทรีย์กลุ่มหนึ่งความหมายทางวิทยาศาสตร์ก็จะยิ่งใหญ่ สำหรับความหมายของการค้นหาสายพันธุ์ที่ชาญฉลาดผลกระทบนั้นจะไม่สามารถวัดได้ นอกจากนี้ยังจะแก้ไขคำถามที่ไร้กาลเวลาว่ามนุษยชาติอยู่คนเดียวในจักรวาลหรือไม่
“ การค้นหาชีวิตที่ชาญฉลาดจะเป็นตัวเปลี่ยนเกมเนื่องจากหากเราได้รับการติดต่อกับสายพันธุ์ดังกล่าวและแบ่งปันความรู้ของเรากับคนอื่น ๆ สิ่งนี้จะส่งผลอย่างลึกซึ้งต่อวิทยาศาสตร์ของเรา แต่ยังเป็นปรัชญาส่วนตัวของเราด้วย” Long กล่าว “ สิ่งนี้มีความสำคัญเมื่อพิจารณาคำถามเก่า ๆ เกี่ยวกับต้นกำเนิดของมนุษย์”
แต่แน่นอนว่าต้องเกิดขึ้นมากมายก่อนที่จะคิดไตร่ตรอง สำหรับผู้เริ่มต้นความต้องการทางเทคโนโลยีแม้กระทั่งแนวคิดที่เป็นไปได้ทางเทคนิคเช่น Starshotจำเป็นต้องได้รับการแก้ไขล่วงหน้า เช่นเดียวกับความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการบินระหว่างดวงดาวด้วยความเร็วที่สัมพันธ์กัน
แต่เหนือสิ่งอื่นใดเราจะต้องรู้ล่วงหน้าว่าจะส่งภารกิจเหล่านี้ไปที่ใดเพื่อเพิ่มผลตอบแทนทางวิทยาศาสตร์จากการลงทุนของเราให้สูงสุด นี่คือที่ซึ่งดาราศาสตร์ดั้งเดิมและฟิสิกส์ดาราศาสตร์จะมีบทบาทสำคัญ ตามยาวอธิบาย:
ก่อนที่จะมีการเปิดตัวภารกิจใด ๆ ในระบบดาวอื่น ๆ มันเป็นสิ่งจำเป็นในการกำหนดลักษณะทางวิทยาศาสตร์ของการเยี่ยมชมระบบเหล่านั้นก่อนถึงมือก่อนซึ่งจะต้องใช้แพลตฟอร์มการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ในระยะยาว จากนั้นเมื่อโพรบถูกปล่อยออกมาพวกมันจะช่วยในการสอบเทียบการวัดระยะทางในอวกาศของเราซึ่งจะช่วยปรับปรุงเครื่องมือทางดาราศาสตร์ของเรา ดังนั้นจึงเป็นที่ชัดเจนว่าสปีชี่ใด ๆ ที่ปรารถนาจะรู้แจ้งเกี่ยวกับจักรวาลและสถานที่ในนั้นควรที่จะโอบกอดคำถามทั้งสองรูปแบบ
อาจเป็นเวลาหลายทศวรรษก่อนที่มนุษยชาติจะพร้อมที่จะมอบเวลาพลังงานและทรัพยากรให้กับภารกิจระหว่างดวงดาว หรืออาจเป็นเพียงไม่กี่ปีก่อนที่ข้อเสนอที่มีอยู่จะมีปัญหาด้านเทคนิคและการขนส่ง ไม่ว่าจะด้วยวิธีใดเมื่อมีการติดตั้งภารกิจระหว่างดวงดาวมันจะเป็นเหตุการณ์ที่สำคัญยิ่ง
และเมื่อมันเริ่มส่งข้อมูลกลับจากระบบดาวที่ใกล้ที่สุดมันจะเป็นเหตุการณ์ที่ไม่มีใครเทียบได้ในประวัติศาสตร์ นอกเหนือจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่จำเป็นแล้วสิ่งที่จำเป็นคือความตั้งใจที่จะทำให้การลงทุนที่สำคัญเกิดขึ้น
