осле открытия в созвездии Альфы Центавра экзопланеты Проксима b, похожей на нашу Землю, в научном сообществе разгорелась дискуссия: можно ли добраться туда за приемлемый отрезок времени?
Сегодняшние средства наблюдения не позволяют с точностью определить - есть ли на Проксиме b атмосфера, а если есть, то какой ее химический состав. Есть ли там вода, какова магнитосфера планеты, и как на планету воздействует ее светило - Красный карлик Проксима Центавра.
Считается, что красные карлики — не самые подходящие звезды для жизни. Против такого предположения играют такие факторы, как рентгеновские вспышки в 400 раз мощнее, чем у Земли (из-за близости к звезде), сильное магнитное поле звезды и приливной захват, приводящий к тому, что планета повернута к Проксиме только одной стороной.
На все эти вопросы астрономы хотят получить ответ.
Солнце и зезды системы Альфа Центавра
Мы уже научились создавать космические аппараты, способные бороздить просторы Солнечной систеиы, а космический зонд "Вояджер-1" стал первым искусственным объектом земного происхождения, вышедшим в межзвездное пространство.
Послать экспедицию на Марс с человеком на борту космического корабля — тоже уже возможно. Человечество уже обладает такими технологиями. А вот как добраться до ближайшей к нам звезды? Проксима Центавра располагается от Солнца на растоянии 4,23 светового года.
Американский космический шаттл может двигаться в космосе с максимальной скоростью около 17600 миль в час, и чтобы достичь созвездия Альфа Центавра потребуется примерно 165 000 лет. И где
взять для космического корабля необходимый запас топлива?
Так что традиционный способ перемещения в пространстве не очень-то подходит.
Космический аппарат с солнечным парусом
Другим вариантом может стать перемещение в пространстве с помощью солнечного ветра.
Это конечно очень соблазнительная технология для освоения человеком Солнечной системы. Ведь солнечный ветер присутствует постоянно и
неиссякаем. Но тут проблема — большой скорости космического аппарата не достигнуть, нужны большие солнечные паруса. Громоздко и медленно.
А что произойдет с парусом, если он будет атакован потоком космического мусора, метеоритов и ледяных глыб, которые присутствуют в открытом космосе. Парус очень тоненький, а починить его в открытом космосе не представляется возможным...
Снова проблемы. Так есть ли выход в сложившейся ситуации? Теоретически — есть. Это «лазерный» ветер. На Земле или на орбите Земли можно развернуть сеть мощных лазеров, которые направят к Альфа Центавре отряд маленьких и легких наноспутников.
Такие спутники можно оснастить необходимыми датчиками и измерительным оборудованием. Собранную информацмю можно потом будет передать на Землю.
Ученые подсчитали, что на лазерном ветре наноспутники можно разогнать до скорости в 20-25% от скорости света. И путешествие к Альфа Центавре
займет по времени около 20 лет. Проекты, основанные на солнечном ветре уже успешно опробованы в космосе, теперь стоит опробовать и проект на
лазерном ветре. Стивен Хокинг и астрофизики из Гарвардского университета положительно оценивают такой вариант.
Космические аппараты, оснащеные камерами и различными фильтрами смогут заснять цветные изображения планеты Проксима b, можно будет сделать
вывод, является ли планета пригодной для жизни, можно определить наличие и состав атмосферы, измерить массу планеты и ее магнитное поле .
Но не все так просто.
Космическое пространство не является абсолютно пустым. Даже если на пути наноспутников не попадутся глыбы льда, метеориты и подобный космический
мусор, то космическая пыль и космические газы есть везде. Прийдется преодолевать такое пространство. А на гигантской скорости в 20% от
скорости света кинетическая энергия столкновения даже с молекулами космического газа очень велика.
Лазерный парус в представлении художника
Исследователи смоделировали процессы бомбардировки наноспутника молекулами космического газа и частицами космической пыли. В результате
столкновений поверхность наноспутников будет сильно разогреваться. Обшивка спутника будет постепенно разрушаться и расплавляться.
Если корпус спутника будет покрыт защитной оболочкой из кварца, то при бомбардировке глубина повреждения обшивки составит 0,1 мм. А если в
качестве защиты использовать графит, то глубина повреждений будет меньше.
Как ни странно, но от «космической бомбардировки» можно получить и выгоду. Полученное тепло от столкновений можно преобразовать в
электрическую энергию, необходимую наноспутнику.
При столкновениях с космической пылью, а не с молекулами газа, повреждений будет больше. Защитное покрытие будет выпариваться на глубину около 1,5 мм, а проплавление обшивки достигнет глубины в 9 мм. Для крошечного спутника это значительные повреждения.
Пылинки размером более 15 мкм (в шесть раз меньше человеческого волоса) могут полностью разрушить наноспутник. Но таких «больших» частиц в космическом пространстве не так уж и много. Вероятность столкновений с ними около 10-50.
Тхием Хоанг, теоретический астрофизик из Университета в Торонто, считает защиту наноспутников очень сложной задачей: «Необходимо наноспутникам придать игольчатую форму, чтобы уменьшить вероятность лобового столкновения спутника с частицей».
Кроме того, спутники могут передвигаться при определенном построении, передние спутники могут выполнять роль камикадзе, жервовать собой,
сбивать на своем пути крупные частицы космической пыли, а следующие спутники сзади уже не получат значительных повреждений.
Из анализа результатов моделирования «бомбардировки наноспутников» исследователи предложили защитную обшивку наноспутника выполнить из
графита, а толщину защиты увеличить до 3 мм.
Проект путешествия к планете Proxima b (Проксима Б) называется Starshot. Будет интересно наблюдать за его реализацией, если конечно все не
закончится пустым пиаром.
Кроме того, не все ученые так оптимистично настроены. Ведь с удалением от Земли лазерный ветер будет сильно ослабевать. Для восстановления «тяги» нужно увеличивать площадь парусов до нереальных размеров, что на сегодняшних технологиях сделать невозможно, да и сама идея «наноспутников» может превратиться в фикцию...
Для человечества звезда Proxima и планета Proxima b необычайно интересны, так как на сегодня являются единственной надеждой на следующий дом, ведь время жизни Proxima несколько триллионов лет, почти в тысячу раз больше, чем оставшееся время жизни Солнца.
