Сверхмощный лазер сможет доставлять космические корабли на Марс за несколько дней

Проект Breakthrough Starshot ставит своей целью исследовать соседнюю звездную систему с использованием сверхмощных лазерных лучей и космических кораблей очень маленьких размеров.

У истоков этого проекта стоят покойный Стивен Хокинг (Stephen Hawking), астроном Гарвардского университета Ави Леб (Avi Loeb) и российско-американский миллиардер Юрий Мильнер. Концепция основана более чем на 80 научных исследованиях межзвездных путешествий.

«Перед нами поставили цель: изучить целый ряд различных методов того, как можно отправить объект к другой звезде. В итоге мы решили, что единственный надежный способ сделать это — построить огромный лазер, вероятно, в Чили», — рассказывает один из сотрудников проекта Питер Клупар (Peter Klupar).

В рамках него ученые рассчитывают отправить примерно 1000 крошечных космических кораблей StarChip в направлении альфы Центавра — ближайшей к Земле после Солнца звездной системы. Скорость этих зондов будет составлять 20 процентов от скорости света (около 215 миллионов километров в час), а каждый «чип» будет весить чуть меньше одного грамма. 

Еще один пункт назначения — Проксима Центавра, ближайшая к Земле звезда после Солнца, которая может иметь обитаемую планету. Отправка StarChips планируется в середине 2030-х, а до своей сверхскорости корабли смогут разгоняться в течение нескольких минут, благодаря мощному лазерному взрыву, излучаемому в космос с поверхности Земли. 

Однако астрономы предупреждают и об опасностях такого предприятия: лазерный луч мощностью в 100 гигаватт (а именно такая мощность требуется для успешной отправки чипов) будет настолько сильным, что сможет сжечь любой город за считаные минуты, если отразится от какого-либо объекта в космосе и вернется на Землю. Еще одним препятствием могут стать облака газа и пыли, которые прячутся между звездами, — такой материал может попросту уничтожить быстродвижущийся космический корабль.
 

 
Вместе с тем, если все пройдет успешно, камеры Starchips смогут предоставить человечеству первые масштабные фотографии миров размером с Землю уже к 2060-м: само путешествие займет около 25 лет, а на получение данных уйдет еще четыре с лишним года, в зависимости от пункта назначения.

В качестве примера астрономы обращаются к успешному опыту запуска экспериментальных четырехграммовых спутников, называемых «спрайтами», построенных и испытанных сотрудниками Корнеллского университета. В июне 2017 года флот из шести таких мини-кораблей отправился в космос на борту индийской ракеты. Они были оснащены датчиком температуры и передавали на Землю данные через радиозвуковой сигнал. По словам Клупара, такие крошечные космические корабли могут рассматриваться как предшественники StarChips.

Но, помимо звездных систем Центавра, у Starshot есть более близкая цель — Солнечная система. В 2030 году сотрудники проекта надеются построить базовую станцию с лазерным излучением мощностью один гигаватт в горах Сьерра-Невада. Это позволило бы проверить концепцию межзвездных миссий StarChip на основе лазера, однако все может обойтись в 10 раз дешевле. Идея состоит в том, чтобы продвигать зонды мимо планет, лун, астероидов и остальных объектов на одном проценте от скорости света.

Ученые полагают, что с помощью их технологии им удастся добраться до Марса за несколько дней, до Юпитера — за несколько недель, а до Плутона — за несколько месяцев. Для последнего результата зонду NASA New Horizons потребовалось около девяти лет. Вариант StarChip, разработанный для Солнечной системы, будет весить около 100 граммов — примерно в 100 раз массивнее, чем межзвездный. Запуск этого проекта потребует участия многих стран и их одобрения, так как вспышка одногигаваттного лазера может повредить проходящие на этом участке спутники. 

Ученые оценивают этот проект в миллиард долларов, при этом большая часть инвестиций будет направлена на лазерный луч. Однако после постройки станции простые и частые исследования дальнего космоса могут стать гораздо более дешевыми.