Hitech logo

Космос

Предложен двигатель, способный доставить зонд к Проксиме Центавра b за 43 года

TODO:
Георгий Голованов4 июля, 18:29

Полет к системе Проксима Центавра потребует от человечества серьезных инженерных усилий, но причин отправиться туда хватает. Во-первых, там есть экзопланета в зоне обитаемости, во-вторых, это возможность впервые добраться до соседней звезды. Американский профессор Кристофер Лимбах получил грант от NASA на разработку нового типа двигателя, в котором для передачи импульса используется одновременно и пучок частиц, и пучок фотонов. Если расчеты верны, он сможет разогнать зонд до примерно 10% от скорости света. В результате достичь Проксимы Центавра b можно за 43 года.

00
Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Техническая задача полета к Проксиме Центавра, расположенной на расстоянии всего 4,2 световых года от Земли, пока не решена. Традиционные ракетные двигатели требуют слишком много топлива, а солнечные парусники теряют эффективность вдали от Солнца. Не решают проблему и атомные или ионные двигатели — согласно формуле Циолковского, они тоже становятся неэффективными на таких больших расстояниях, пишет Universe Today. Но даже самые лучшие из них смогут преодолеть расстояние до ближайшей звездной системы примерно за 6 000 лет. Это неимоверно много — примерно столько времени прошло с момента появления на Земле письменности.

«Если ИИ — это мозг робота, то RPA — его руки». Что умеют программные роботы

Поэтому остается лишь вариант лучевого движителя — гигантского луча, направляемого с орбиты Земли или Луны, и беспрерывно толкающего космический корабль на всем пути к месту назначения. Обычно рассматривают два типа этих движителей: одни работают на пучке частиц, другие на пучке фотонов. И у каждого типа есть недостаток — дифракция.

На больших расстояниях свет и частицы рассеиваются и не могут достаточно эффективно сфокусироваться на крошечном объекте вроде космического зонда. Однако эту проблему можно решить. Недавние исследования в области оптики позволяют объединить пучки света и частиц так, что при одновременной работе дифракция снижается. Это позволит концентрировать луч на мишени продолжительное время, достаточное, чтобы зонд мог долететь до экзопланеты Проксима Центавра b.

Кристофер Лимбах рассчитал новую технологию, которую назвал PROCSIMA, в которой использовал силовую установку на когерентных комбинированных пучках частиц и фотонов. Когерентный пучок этого двигателя сможет доставить зонд массой 5 грамм до Проксимы b за 43 года, разгоняя его до 10% от скорости света. По крайней мере, теоретически.

Более крупному зонду массой примерно 1 кг потребуется на 14 лет больше, зато он сможет взять намного больше полезного груза.

Пока все расчеты существуют только на бумаге. Для их проверки еще предстоит, как минимум, разработать источники холодных атомов и повысить функциональность установок фокусированного пучка.

Исследование 2018 года отвечает на вопрос о том, какой должна быть численность экипажа экспедиции к Проксиме Центавра b — ближайшей к Земле экзопланете. Смоделировав полет, который будет продолжаться более 6000 лет, ученые установили, что звездоплавателей должно быть не меньше 98 человек.