Політ до найближчої зірки швидший у 1000 разів: фізики запропонували новий спосіб польотів у космосі

Фізики запропонували новий спосіб доставки космічних апаратів до найближчих зірок за відносно короткий час за допомогою релятивістських електронних променів. Дослідження опубліковано в журналі Acta Astronautica, пише IFLScience.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Якщо не поліпшити способи переміщення в космосі, то мрії про досягнення навіть найближчих зірок можуть залишитися лише мріями. Найближча до нас зірка, Проксима Центавра, розташована на відстані приблизно 4 світлових роки від нас. Навколо неї обертається потенційно населена планета Проксима Центавра b. Щоб вивчити і планету, і зірку з близької відстані, необхідно відправити туди космічний зонд.

Якщо цей зонд летітиме зі швидкістю, наприклад, найвіддаленішого людського космічного апарату "Вояджер-1", то така подорож займе понад 70 000 років.

Наразі існують ідеї, які передбачають відправлення до зірок з відносно високою швидкістю космічних апаратів, оснащених світловим вітрилом з використанням лазерного променя. Цей промінь має штовхати вітрило і дозволити зонду набрати дуже високу швидкість для переміщення в космосі.

Але такі проєкти передбачають, що розмір і вага космічного зонда будуть маленькими, а отже на ньому не можна розмістити багато наукових приладів. Тому такий зонд не може зібрати багато цінної інформації про найближчі зірки та їхні планети. З іншого боку, вартість запуску такого лазерного променя є досить високою та ще й такий промінь розсіюватиметься на великій відстані, що знижує його ефективність.

Існуючі проєкти, які засновані на використанні світлового вітрила і лазерного променя, припускають, що промінь може ефективно штовхати зонд тільки на до відстані в 0,1 астрономічної одиниці, ходячи відстань до Проксима Центавра становить приблизно 270 000 астрономічних одиниць. Хоча навіть такої маленької відстані має вистачити для того, щоб розігнати космічний апарат до дуже високої швидкості. Але лазерний промінь, як уже було сказано, буде розсіюватися, а тому немає гарантії, що зонд дістанеться до найближчої зірки в розумні терміни.

Тому фізики запропонували використовувати для переміщення великого зонда зі світловим вітрилом промені з електронів або електронні пучки, які будуть прискорені до релятивістської швидкості. Це швидкість, яка близька до швидкості світла. Таким чином можна буде відправити до найближчих зірок зонд набагато більшого розміру і маси.

За словами фізиків, такий промінь дасть змогу зонду накопичити більше енергії і його швидкість може становити до 10% швидкості світла. Електрони відносно легко розігнати до швидкості, близької до швидкості світла. А розсіювання електронного променя можна уникнути за допомогою ефекту, добре вивченого в прискорювачах частинок.

Розрахунки вчених показують, що такий промінь зможе штовхати космічний зонд до відстані в 100 і навіть в 1000 астрономічних одиниць. Таким чином до зірки Проксима Центавра, завдяки отриманій швидкості, зонд зможе дістатися приблизно за 40 років.

Але прискорення електронного пучка до релятивістської швидкості і підтримання його прямо направленим на зонд все ще є проблемою, яку необхідно вирішити, кажуть фізики.

Для створення такого променя необхідно багато енергії, а тому вчені пропонують розмістити близько до Сонця ще один космічний апарат, який буде обертатися навколо нашої зірки і створювати необхідний електронний пучок, який буде спрямований на зонд, що летить до зірок.

За словами вчених, мінімальні удосконалення наявних технологій дадуть змогу людству досить швидко досягти найближчих зірок.

Як уже писав Фокус, США можуть програти космічні перегони Китаю. У NASA про реалізацію амбітної місії на Марс, яка може відбутися пізніше, ніж така ж китайська місія.

Також Фокус писав про те, що, можливо, найяскравішу комету цього року незабаром буде видно в нічному небі. Вона вперше за 135 тисяч років наблизиться до Сонця.