เราสามารถไปอัลฟาเซ็นทอรีจริงๆได้ไหม?

ในตอนก่อนหน้าฉันบอกว่าการเดินทางภายในระบบสุริยะนั้นยากพอการเดินทางไปยังระบบดาวอื่นในช่วงชีวิตของเรานั้นเป็นไปไม่ได้เลยทีเดียว พวกคุณหลายคนบอกว่ามันเป็นตอนที่น่าหดหู่ที่สุดที่ฉันเคยทำ

ระยะทางจากดาวพลูโตโดยเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 40 หน่วยทางดาราศาสตร์ นั่นคือระยะทาง 40 เท่าจากดวงอาทิตย์สู่โลก และนิวฮอริซอนยานอวกาศที่เร็วที่สุดในระบบสุริยะใช้เวลาเดินทางประมาณ 10 ปีในการเดินทาง

ระยะทางถึงอัลฟาเซ็นทอรีอยู่ห่างออกไปประมาณ 277,000 หน่วยทางดาราศาสตร์ (หรือ 4.4 ปีแสง) นั่นคือไกลกว่าพลูโตประมาณ 7,000 เท่า นิวฮอริซอนส์สามารถเดินทางได้ถ้าคุณเต็มใจที่จะรอประมาณ 70,000 ปี นั่นคือประมาณสองเท่าตราบเท่าที่คุณเต็มใจที่จะรอ Half Life 3

แต่วิดีโอของฉันสร้างผลกระทบอย่างชัดเจนต่อทีมนักวิทยาศาสตร์จรวดผู้ประกอบการและนักฟิสิกส์ที่ไม่มีที่ว่างในพจนานุกรมส่วนตัวของพวกเขาสำหรับคำว่า "เป็นไปไม่ได้" ยอมรับการท้าทายพวกเขาพูดกับตัวเอง

ในต้นเดือนเมษายน 2559 เพียง 8 เดือนหลังจากที่ฉันบอกว่ามันอาจจะไม่เกิดขึ้น Yuri Milner มหาเศรษฐีและนักฟิสิกส์ชื่อดัง Stephen Hawking ประกาศกลยุทธ์ในการส่งยานอวกาศไปยังดาวดวงอื่นภายในช่วงชีวิตของเรา ในใบหน้าของคุณเฟรเซอร์พวกเขาพูดว่า ... ในหน้าของคุณ

โครงการนี้จะเรียกว่า Breakthrough Starshot ซึ่งนำโดย Pete Worden ซึ่งเป็นอดีตผู้อำนวยการศูนย์วิจัย AMES ของ NASA ซึ่งเป็นคนที่ทำงานเกี่ยวกับการขับเคลื่อน

ทีมประกาศว่าพวกเขาใช้จ่าย $ 100 ล้านเพื่อตรวจสอบเทคโนโลยีที่ใช้ในการส่งยานอวกาศไปยัง Alpha Centauri ทำให้การเดินทางในเวลาเพียง 20 ปี และโดยการทำเช่นนั้นพวกมันอาจปฏิวัติวิธีการที่ยานอวกาศเดินทางรอบระบบสุริยะของเราเอง

แล้วแผนคืออะไร ตามการประกาศของพวกเขาทีมกำลังวางแผนที่จะสร้างยานอวกาศแสงไฟเล็ก ๆ และเร่งความเร็วแสงเลเซอร์ให้เร็วขึ้น 20% ใช่ทุกอย่างดีขึ้นด้วยเลเซอร์

เราเคยพูดคุยเกี่ยวกับใบเรือสุริยะในอดีต แต่ส่วนสำคัญคือโฟตอนของแสงสามารถให้แรงกระตุ้นเมื่อพวกเขากระเด้งบางสิ่งออกมา มันไม่มากนัก แต่ถ้าคุณเพิ่มโฟตอนจำนวนมหาศาลผลกระทบอาจมีความสำคัญ และเนื่องจากโฟตอนเหล่านั้นไปถึงความเร็วของแสงความเร็วสูงสุดสำหรับยานอวกาศในทางทฤษฎีจึงเป็นเพียงแค่อายแสงของความเร็ว (ขอบคุณสัมพัทธภาพ)

คุณสามารถเอาโฟตอนเหล่านั้นมาจากดวงอาทิตย์ได้ แต่คุณยังสามารถนำโฟตอนเหล่านั้นมาจากลำแสงเลเซอร์ที่ออกแบบมาเพื่อเติมเต็มโฟตอนของใบเรือโดยไม่ต้องละลายยานอวกาศ

ในอดีตวิศวกรได้พูดคุยเกี่ยวกับใบเรือสุริยะที่อาจมีระยะทางหลายพันกิโลเมตรทำจากผ้าใยบัวแผ่นสะท้อนแสง ในใจคุณมีเรือใบขนาดใหญ่และซับซ้อนหรือไม่?

ตอนนี้คิดว่าเล็กลง ยานอวกาศ Starshot จะตรวจวัดเพียงไม่กี่เมตรโดยมีความหนาเพียงไม่กี่อะตอม จากนั้นเรือจะดึงเครื่องมือขนาดเล็ก ชิปขนาดเล็กที่มีความสามารถในการรวบรวมข้อมูลและส่งข้อมูล - เหล่านี้เรียกว่า Starchips มีที่ว่างไม่พอสำหรับห้องพักลูกเรือหมีน้ำ

ด้วยมวลที่น้อยเช่นนี้เลเซอร์อันทรงพลังน่าจะสามารถเร่งความเร็วของแสงให้เป็น 20% ของแสงเกือบจะในทันทีทำให้การเดินทางไปยัง Alpha Centauri ใช้เวลาเพียงประมาณ 20 ปีเท่านั้น

เนื่องจาก Starshot แต่ละอันอาจใช้เงินเพียงไม่กี่ดอลลาร์ในการทำ บริษัท สามารถผลิตหลายพันและหลายพันวางไว้ในวงโคจรแล้วเริ่ม bugzapping ออกเป็นดาวที่แตกต่างกัน

แน่นอนว่ามีอุปสรรคมากมายทางวิศวกรรมที่ต้องเอาชนะ

สิ่งแรกคือความหนาแน่นของสื่อระหว่างดวงดาว แม้ว่ามันจะว่างเปล่าเกือบระหว่างดาวฤกษ์ แต่ก็มีฝุ่นละอองเป็นครั้งคราว โดยปกติไม่เป็นอันตรายดาวกระจายจะพุ่งเข้าหาพวกมันด้วยความเร็วแสง 20% ซึ่งจะเป็นหายนะ

ปัญหาที่สองคือการเดินทางเที่ยวเดียว เมื่อความเร็วของแสงถึง 20% แล้วก็ไม่มีทางที่จะทำให้ยานอวกาศช้าลงได้อีก (เว้นแต่ Alpha Centaurans จะมีระบบเบรกอยู่) ลองจินตนาการว่าการเคลื่อนไหวเบลอและการกำหนดเป้าหมายปัญหาเมื่อคุณพยายามถ่ายภาพด้วยความเร็วที่สัมพันธ์กัน

ปัญหาที่สามและนี่คือปัญหาใหญ่คือการย่อขนาดของยานอวกาศหมายความว่าคุณไม่สามารถส่งสัญญาณขนาดใหญ่ได้ การสื่อสารข้ามปีแสงนั้นใช้พลังงานมาก บางทีพวกเขาอาจเชื่อมต่อกับอาเรย์บางประเภทและแบ่งปันความต้องการพลังงานหรือใช้เลเซอร์เพื่อสื่อสารกลับ บางทีพวกเขาจะถ่ายทอดข้อมูลกลับมาเหมือนโซ่เดซี่ Voltron

แม้ว่าความคิดที่จะเดินทางไปยังดาวดวงอื่นอาจดูทะเยอทะยานมากเกินไปในวันนี้ แต่เทคโนโลยีนี้มีประโยชน์อย่างมากในการสำรวจในระบบสุริยะ เราสามารถดักยานอวกาศเล็ก ๆ ไปยังดาวศุกร์ดาวอังคารดาวเคราะห์ชั้นนอกและดวงจันทร์ของพวกมันได้ลึกเข้าไปในแถบไคเปอร์และเมฆออร์ตที่ยังไม่ได้สำรวจทั้งหมด เราอาจมีระบบสุริยะทั้งหมดนี้ในการปิดการสำรวจในเวลาไม่กี่ทศวรรษ

แม้ว่าพันธกิจของ Alpha Centauri ปัจจุบันเป็นนิยายวิทยาศาสตร์การย่อขนาดนี้จะเป็นวิธีที่เราเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบสุริยะที่เราอาศัยอยู่มาเริ่มกันเลย!

พอดคาสต์ (เสียง): ดาวน์โหลด (ระยะเวลา: 6:19 - 2.7MB)

สมัครสมาชิก: Apple Podcasts | Android | RSS

พอดคาสต์ (วิดีโอ): ดาวน์โหลด (ระยะเวลา: 6:32 - 85.0MB)

สมัครสมาชิก: Apple Podcasts | Android | RSS