0 просмотренных постов скрыто
Предложен новый способ замедлить КА на подлете к системе Альфа Центавра
В апреле прошлого года миллиардер Юрий Мильнер объявил о старте проекта Breakthrough Starshot Initiative. Предприниматель планирует инвестировать 100 миллионов USD в разработку сверхлегкого светового паруса, который позволит разогнать космический аппарат до скорости в 20 процентов скорости света, чтобы достичь системы звезды Альфа Центавра в течение 20 лет.
Проблема замедления такого стремительно движущегося космического аппарата на подлете к цели до сих пор продолжает оставаться нерешенной. В новом исследовании Рене Хеллер (René Heller) из Института исследований Солнечной системы общества Макса Планка, Германия, и его коллега Майкл Хиппке (Michael Hippke) предлагают использовать излучение и гравитацию звезд системы Альфа Центавра для замедления космического аппарата. Кроме того, как считают авторы статьи, этот космический аппарат при помощи предложенных в исследовании маневров может даже быть перенаправлен к красному карлику Проксиме Центавра, на орбите вокруг которого находится землеподобная планета Проксима b.
Для того, чтобы излучение звезд системы Альфа Центавра могло эффективно замедлить зонд массой менее 100 грамм, требуется оснастить этот зонд световым парусом площадью 100000 квадратных метров, что эквивалентно площади 14 футбольных полей. При приближении к системе Альфа Центавра тормозное действие света будет возрастать. Кроме того, давление света, идущего от Солнца, может быть использовано на первых этапах миссии для ускорения выхода корабля из Солнечной системы, считают Хеллер и Хиппке.
Кроме того, эти ученые считают, что использование предлагаемой ими системы торможения дает возможность проложить маршрут космического аппарата проекта Breakthrough Starshot таким образом, что после прибытия к звезде Альфа Центавра А, которой он достигнет примерно в течение 100 лет, он может быть перенаправлен к звезде B, до которой аппарат долетит через пару суток, а оттуда – к звезде Проксиме Центавра, к которой зонд Breakthrough Starshot прибудет примерно через 46 лет. Таким образом, в общей сложности путешествие от Земли до системы Проксимы Центавра займет примерно 140 лет.
Показать полностью
2
Астрономы готовятся начать поиски новых планет в системе Альфа Центавра
Европейская южная обсерватория (European Southern Observatory, ESO) подписала с представителями проекта Breakthrough Initiatives соглашение о модификации оборудования, установленного на телескопе Very Large Telescope (VLT), расположенном в Чили, для проведения поисков планет в близлежащей звездной системе Альфа Центавра. Такие планеты могут стать научными целями миниатюрных космических зондов, запуск которых предполагается в рамках инициативы Breakthrough Starshot.
В рамках этого соглашения оговаривается усовершенствование конструкции инструмента VISIR (VLT Imager and Spectrometer for mid-Infrared), установленного на телескопе VLT. Возможности этого инструмента как «охотника за планетами» существенно расширятся в случае использования адаптивной оптики и метода, называемого коронографией, который позволяет отделить свет звезды от сигнала гипотетических планет земного типа. Breakthrough Initiatives профинансирует большую часть разработок технологий для проведения такого эксперимента, в то время как ESO возьмет на себя обеспечение наблюдательными мощностями и временем на телескопе.
Это новое оборудование включает модуль инструмента, контракт на создание которого подписан с фирмой Kampf Telescope Optics (KTO), г. Мюнхен, Германия, оснащенный датчиком волнового фронта и инновационным устройством для калибровки датчика. Кроме того, в дальнейших планах переоборудования этого инструмента фигурирует также новый коронограф, разрабатываемый совместно Льежским университетом, Бельгия, и Уппсальским университетом, Швеция.
Показать полностью
3
До Альфа Центавра за 20 лет: А может, получится?
В апреле этого года группа бизнесменов и ученых, включая Стивена Хокинга, объявила об амбициозном проекте по исследованию межзвездного пространства с помощью компактного наноспутника размером с почтовую марку, работающего на базе лазерной тяги. Цель: добраться до ближайшего соседа Солнечной системы – Альфы Центавра.
Если этот крошечный космический аппарат удастся разогнать почти до планируемой 1/5 скорости света, то добраться до пункта назначения кораблю удастся всего за 20 лет. Но сможет ли электроника такого крошечного и хрупкого аппарата проработать в течение 20 лет в условиях сурового космоса?
Самой главной проблемой, с которой придется столкнуться проекту Breakthrough Starshot Хокинга, по мнению исследователей из NASA и Корейского института науки и технологии, является космическая радиация.
Как и в случае с астронавтами, космическому кораблю придется ежесекундно испытывать колоссальное воздействие высокозаряженных частиц, которые могут вызывать серьезные повреждения в слое диоксида кремния, которым будет покрыт космический аппарат. При таком раскладе все внутренние компоненты аппарата выйдут из строя задолго до окончания 20-летнего космического путешествия.
Как же решить эту проблему? Одним из вариантов, по мнению ученых из NASA, может являться прокладка маршрута вокруг наиболее опасных участков, где концентрация радиационного фона гораздо выше обычного уровня. Однако в этом случае длительность миссии может многократно возрасти. Кроме того, даже минимальное воздействие излучения со временем обязательно приведет к некоторым серьезным повреждениям космического аппарата.
Другим, более практичным вариантом может являться экранирование зонда и его электроники в надежде на снижение воздействия губительного космического радиационного фона. Однако, опять же, добавление дополнительного веса космическому аппарату замедлит скорость выполнения миссии, так как более крупный аппарат не удастся разогнать до нужных скоростей.
Однако есть и третий способ, который может сработать, если мы сможем построить нанокорабль, способный самостоятельно восстанавливаться от воздействия космической радиации на пути к Альфе Центавра.
«На самом деле технология самовосстановления чипов существует уже не один год», — говорит исследователь NASA Джин Ву Хан.
Вопрос могут решить экспериментальные транзисторы GAA FET (gate-all-around), разработанные международной командой ученых. Их особенность заключается в том, что чипы на базе этих транзисторов могут восстанавливаться под воздействием тепла. Генерировать тепло, в свою очередь, можно будет с помощью электрического тока. Основная идея связана с тем, что подобный чип, находящийся внутри космического аппарата, будет выключаться во время долгого космического путешествия каждые несколько лет. В моменты таких «перезагрузок» воздействие тепла будет его восстанавливать от последствий воздействия радиации. После восстановления чип будет заново включаться и продолжать выполнять свою работу.
В лабораторных тестах этих транзисторов ученые убедились, что флеш-память на их базе при нагреве может быть восстановлена до 10 000 раз, а DRAM-память – до 1012 раз. Разумеется, с точки зрения перспективы использования в космических кораблях на данный момент эти транзисторы являются пока гипотетическим решением. Как уже говорилось выше, транзисторы экспериментальные. Необходим свежий и сторонний взгляд на их эффективность. Однако создавшая их команда считает, что их использование в подобных Breakthrough Starshot космических миссиях действительно возможно.
Конечно же, решение проблемы работы электроники в сложных условиях – это лишь часть более масштабной головоломки. Если крошечный космический аппарат действительно отправится навстречу к Альфе Центавра, то ему придется бороться не только с радиацией. Столкновения с космическим газом и пылью будут нести не меньшую опасность в этом путешествии.
Ранее в этом году научная группа проекта Breakthrough Starshot начала проведение серии экспериментов на определение всех возможных рисков и обнаружила, что столкновение такого крошечного корабля даже с частичками космической пыли будут катастрофическими. А это означает, что необходимо опять возвращаться к вопросу защитного экранирования аппарата.
Перед тем как проект станет реальностью, потребуется провести колоссальную работу. И не только инженерную, но и научную. Однако в конечном итоге все усилия могут оказаться ненапрасными. Сама идея, скорее даже не идея, а вполне реальное желание – достичь звезды за пределами Солнечной системы за 20 лет — должна не только поражать, но и невероятно мотивировать. Как первого, так и второго у современной науки, к счастью, в избытке.
Показать полностью
"Хаббл" получил самые четкие фотографии Альфы Центавра
Астрономы, работающие с орбитальным телескопом "Хаббл", подготовили самые четкие на сегодняшний день фотографии двух звезд системы Альфа Центавра, "соседок" звезды Проксима Центавра, у которой недавно был найден самый землеподобный и близкий к нам экзомир, сообщает сайт космического телескопа.
Показать полностью
ВСЕ, ЧТО НУЖНО ЗНАТЬ О ДОРОГУЩЕЙ МИССИИ К АЛЬФЕ ЦЕНТАВРА (НЕТ, ЭТО НЕ ШУТКА)
Миллиардер из Кремниевой долины хочет навестить ближайшую звезду. Вооружившись (или подпоясавшись?) кучей наличных денег и помощью своих друзей — включая физика Стивена Хокинга — предприниматель Юрий Мильнер разработал проект под названием Breakthrough Starshot. Наверняка с момента объявления этой загадочной инициативы у вас накопилось много вопросов. Давайте попробуем разложить все по полочкам.
Если коротко, о чем проект?
Задача: отправить космический аппарат размером с почтовую марку к Альфе Центавра, ближайшей к Земле звездной системе. Каждый наноаппарат, или StarChip, будет оснащен камерами, двигателем и системой навигации и коммуникации. Ребята в Кремниевой долине умеют делать крошечные штучки и клеить их на чипы. Оказавшись в космосе, аппарат будет лететь на энергии света, а не горения, подталкиваемый лазерным парусом метровой ширины, прикрепленным к каждому чипу.
Секундочку… Что еще за лазерный парус?
Расстояния между звездами настолько велики, что для нормального межзвездного путешествия (которое не затянется на миллионы лет), вам понадобится разогнать космический аппарат до внушительной доли скорости света. Вместо того чтобы разгоняться через космос, используя мягкий толчок фотонов Солнца, подобно солнечным парусам, лазерный парус Starshot будет разгоняться лазерным массивом на 100 миллиардов ватт. Будучи на Земле, такой лазер мог бы разогнать космический аппарат весом с перышко до 20% скорости света.
Это довольно быстро, но даже с такой скоростью потребуется 20 лет, чтобы достичь системы Альфа Центавра. Корабль просвистит мимо, словит несколько фотонов и отправит их на Землю.
Что случится, если разогнавшийся наноаппарат столкнется с чем-нибудь по пути?
С космическим аппаратом, путешествующим на скорости в несколько десятков процентов световой, может произойти много плохого, если он столкнется даже с пылинкой. Хотя… На самом деле, может случиться только одно: полное уничтожение. Но космос очень пустой, поэтому группа инженеров, стоящих за проектом, оценивает шансы на столкновение не очень высоко.
Супер! Когда фоточки Альфы Центавра зальют в Instagram?
Пока непонятно. Запуск может действительно состояться в ближайшие несколько десятилетий. На данный момент проект необходимо оформить на бумаге и хорошо обдумать. Это рулетка на 100 миллионов долларов, поскольку без привлечения дополнительных ресурсов Starshot никуда не полетит. А запуск чего-то вроде StarChip будет и вовсе многомиллиардным событием.
Зачем вкладывать такие ресурсы, просто чтобы посетить Альфу Центавра?
Система Альфы Центавра — это только первый шаг в грандиозном межзвездном путешествии. Говоря космическими терминами, эта звездная система буквально за углом: всего в 4,37 светового года от нас. Триллионы километров.
Альфа Центавра состоит из трех звезд, то есть посмотреть будет на что. Из трех звезд ближайшей к Земле является тусклая красная звезда Проксима Центавра — в 4,24 светового года. Другие две звезды больше похожи на наше Солнце и более интересны с точки зрения науки. Они обращаются одна вокруг другой раз в 80 лет.
Есть ли какие-нибудь планеты возле звезд в Альфе Центавра?
Возможно. В 2012 году ученые объявили, что нашли потенциально твердую планету возле Alpha Centauri B, младшей из двух солнцеподобных звезд системы. К сожалению, доказательств этой планеты не нашли, а повторные наблюдения не позволили найти гравитационные буксиры, намекающие на присутствие планеты.
Могу ли я увидеть Альфу Центавра?
Можете, если вы в южном полушарии. Для невооруженного глаза эта система выглядит как отдельная ярко-голубая звезда рядом с Южным Крестом. Это третья по яркости звезда в небе и часть созвездия Центавра. В северном полушарии Альфу Центавра сложно увидеть, поскольку она не поднимается достаточно высоко над горизонтом, но если вы знаете, где искать и когда искать, вы сможете ее разглядеть.
Как наноаппарат увидит Альфу Центавра?
Команда Starshot работает над этим. Для начала, возможно, снимки будут одним большим мазком — в конце концов, StarChip промчится через космос с невероятной скоростью, преодолевая расстояние от Земли до Солнца в одночасье. Инженеры планируют разработать оптику, способную на такую скоростную съемку, но если не получится, зонды отправят нам лишь размытые картинки. Также придется долго ждать. Поскольку ничто не может двигаться быстрее скорости света, потребуется больше четырех лет, чтобы вернуть эти фотографии на Землю.
Можно ли все упростить и разместить лазерный массив в космосе?
Изначально план был именно таким. Концепцию давным-давно придумал Роберт Форвард. Многие из ранних работ Форварда рассматривали использование космических лазерных массивов для ускорения космического аппарата, поскольку атмосфера Земли поглощает свет и делает наземный массив менее эффективным.
Starshot предлагает наземный массив, поскольку отправка лазера на 100 миллиардов ватт на орбиту Земли будет политически проблематичной, а также чудовищно дорогой. И теперь же можно свести к минимуму воздействие атмосферы Земли, используя так называемую адаптивную оптику, систему, которая корректирует атмосферные искажения и уже широко используется астрономами. Для того чтобы максимизировать сигнал, проект в настоящее время оценивает размещение лазеров где-нибудь в сухом и высоком месте вроде пустыни Атакама в Чили.
Пригодится ли новая технология где-нибудь поближе?
Возможно. Если у инженеров все получится, мы сможем отправить такие наноаппараты на Энцелад, на Плутон или куда-нибудь еще — потребуется всего день-два-три, чтобы разогнать их до 20% скорости света. Такое путешествие пройдет намного быстрее даже десятилетнего путешествия «Новых горизонтов».
Пруф:http://hi-news.ru/space/vse-chto-nuzhno-znat-o-dorogushhej-m...
Показать полностью
Микрозонды и лучи
В сети большой шум по поводу проекта микрозонда, способного достичь ближайшей звезды за 20 лет. Якобы эту историю решил поддержать Мильнер сотней миллионов якобы с одобрения Хокинга. Меня это слегка заело (причина указана в конце)
Откуда взялся автор. Группа авторов из Калифорнии разработала метровую оптическую фазированную решетку для испарения поверхности астероида с расстояния 10км (чтобы снять спектр и посмотреть химсостав). Мощность 10 кВт, расходимость 0.1 с – все нормально. Некоторые авторы по-видимому связаны с оборонной программой DARPA, где используются подобные штуки.
Один из этих авторов, Филип Любин, предложил сделать решетку мощностью не 10 кВ а 50 гигаватт (десяток Саяно-Шушенских ГЭС). Эта решетка по замыслу должна ускорить зонд весом 1 грамм с тоненьким световым парусом до четверти скорости света за 10 минут. Ускорение 20 000 же. Энергия посчитана примерно правильно, если предположить, что порядка половины от 50 гигаватт падают на тоненький парус площадью квадратный метр и весом грамм.
Вопрос к публике: что будет при этом с этим тоненьким парусом?
Вопрос к оптикам: как закачать такую сфазированную мощность на решетку и как сфокусировать ее на один квадратный метр на расстоянии многих миллионов километров? (Не бейте меня, это не я придумал)
Едем дальше. По дороге электроника зонда хватает примерно 10^18 30-МэВ-ных протонов на квадратный сантиметр (это просто атомы межзвездной среды). Вопрос к радиационным материаловедам: что при этом произойдет с электроникой зонда? Можно конечно соорудить магнитную защиту, но это уже будет совсем не грамм.
Прилетели. Надо передать что-то на Землю. Здесь начинается полная феерия, заслуживающая отдельного анализа. Но эту часть пока внимательно не прочел. Пока достаточно сказанного выше.
Кстати, а реально ли вообще послать зонд к Альфа-Центавра и в другие интересные места? Вполне реально, но при одном условии: авторы проекта отказываются от возможности увидеть результат и работают для потомков. Когда-то люди были способны на подобные проекты. Пример – собор Святого Петра, который строили больше 200 лет. Вот как раз за такое время нормальный зонд с ядерным топливом и может долететь (если не тормозить).
Почему я вообще завелся на эту ерунду? Да потому, что я только что написал НФ книжку, в которой вымучивал сценарий реалистичного межзвездного перелета. Сначала прикинул - 6 тысяч лет на 60 световых лет (с торможением). Потом остыл, посмотрел внимательно, и переправил везде в тексте на 12 тысяч лет. А тут такая дерзновенность! Вот и завелся.
(с) Борис Штерн, вед. н.с. ИЯИ РАН
Показать полностью
К Альфа Центавра отправят мини-корабли
К Альфа Центавра отправят мини-корабли, подтолкнув их лазером. Мини-корабли будут весить всего несколько граммов. Их оснастят солнечными парусами. Корабли будут разгоняться с Земли лазерным лучом. В результате они смогут развить скорость в 161 миллион километров в час.
Ориентировочно эти мини-корабли достигнут звездной системы Альфа Центавра за 24 года. В нынешних обстоятельствах космический корабль мог бы долететь до Альфа Центавра за несколько десятков тысяч лет.
Если миссия удастся, и хотя бы несколько устройств достигнут ближайшие звезды, то на доставку фотографий оттуда уйдет еще четыре года. За один раз планируется запускать сотни и тысячи устройств.
Проект финансирует российский предприниматель Юрий Мильнер. Он предоставит грант в размере 100 миллионов долларов. В совет директоров проекта войдет основатель Facebook Марк Цукерберг. На пресс-конференции кампанию представлял ученый Стивен Хокинг.
В июле 2015 года Юрий Мильнер выделил 100 миллинов долларов на поиск внеземных цивилизаций. Кроме того, он учредил премии по физике, математике и медицине, лауреатам которых выплачивают по три миллиона долларов — это самые крупные научные премии в мире.
Показать полностью