2015. július 14-én a Új láthatár A misszió története történt, amikor az első robot űrhajóvá vált, amely Plutont repülte. 2018. december 31-én ismét történelemre került, mivel az első űrhajó találkozott a Kuiper Belt Object (KBO) - Ultima Thule (2014 MU69) -vel. Ezen felül a Voyager 2 a szonda nemrég csatlakozott nővére szondajához (Voyager 1) csillagközi térben.
Ezen eredmények fényében érthető, hogy ismét mérlegelik a csillagköziközi missziókra vonatkozó javaslatokat. De mit jelent egy ilyen küldetés, és mégis megéri? Kelvin F. Long, a Csillagközi Tanulmányok Kezdeményezésének (i4iS) társalapítója és a csillagközi repülés egyik fő támogatója, nemrégiben publikált egy olyan dokumentumot, amely támogatja a robot küldetések küldését a közeli csillagrendszerekbe az in situ felderítés elvégzése érdekében.
A „Csillagközi szondák: A csillagászat és az asztrofizika előnyei” című cikk a közelmúltban jelent meg az interneten. A cikk összefoglalja az anyagot, amelyet Long 2019. október 10-én tart a 47. IAA szimpóziumon a jövőbeli űrhajózási csillagászat és a naprendszer tudományos küldetéseiről - amely a 70. nemzetközi űrhajózási kongresszus része. különösen az Űrügynökség stratégiáiról és terveiről szóló ülés.
Először Long ismerteti, hogy a csillagászatnak / asztrofizikának (főleg azokban a helyekben, ahol űrteleszkópok szerepeltek) és a robotszondákkal végzett űrkutatásnak mély hatása volt fajunkra. Amint e-mailben elmagyarázta a Space Magazine-nak:
A csillagászati törekvés megnyitotta tudásunk horizontját a Naprendszer, a galaxis és a tágabb világegyetem eredetéről és fejlődéséről. Ez egy olyan tevékenység, amelyet az emberek vitathatatlanul több tízezer évig végeztek, amikor a csillagokra néztünk, és ösztönöztük kíváncsiságunkat. Soha nem tudtunk megérinteni a csillagokat, de ránézhetünk rájuk, és a műszerkészlet lehetőséget adott arra, hogy még közelebbről ránézünk. Aztán az elektromágneses spektrum felfedezése segített nekünk megérteni az Univerzumot oly módon, amit még soha nem tettünk. ”
Az emberiség jelenleg a bolygók és az égitestek közvetlen kutatására tett erőfeszítései teljes egészében a Naprendszerre korlátozódtak. A legtávolabbi robotmissziók haladtak ( Voyager 1 és 2 űrszondák) a heliopause külső szélén, a Naprendszerünk és a csillagközi közeg közötti határon vannak.
Ezek a missziók sokat tanítottak nekünk a bolygóképződésről, a Naprendszerünk történetéről és fejlődéséről, valamint magáról a Földről. És az utóbbi évtizedekben a missziók kiküldése hasonló volt Hubble, Spitzer, Chandra, Kepler, és a Az Exoplanet felmérési műhold átutazása (TESS) felfedezte a Naprendszerünkön túli bolygók ezreit.
Ez természetesen megújult érdeklődést váltott ki az olyan küldetések iránt, amelyek közvetlenül fel tudják fedezni az ellentétes bolygókat. Ugyanúgy, mint a missziók HÍRNÖK, Juno, Hajnalés Új láthatár felfedezték a Merkúrot, a Jupitort, a Cereset és a Vestát, valamint Plútót, ezek a missziók felelnének a csillagközi megosztottság áthidalásáért, valamint a távoli bolygók háttérképeinek és adatainak sugárzásáért.
"[S] o A kérdés az, elégedettek-e vagyunk, ha csak távolról nézünk rájuk, vagy szeretnénk odamenni?" - mondta hosszú. „Az űrszondák egyértelmű előnyt kínálnak a távolsági távérzékeléshez képest, ami potenciálisan közvetlen in situ tudományos vizsgálatokat tesz lehetővé a pályáról vagy akár a felszínről is. Egy olyan univerzumban, ahol a Föld és még a Naprendszerünk is pusztán halványkék pontra redukálódik az üreg között, őrült lenne, ha egy nap megpróbálnánk.
Természetesen a többi napenergia-rendszer feltárásának lehetősége néhány komoly nehézséget jelent, nem utolsósorban a költségeket. A perspektíva szempontjából az Apollo program becslések szerint 25,4 milliárd dollárba kerül, amely az inflációhoz igazítva 143,7 milliárd dollár. Ha egy hajót küldenek egy másik csillagra, az olyan, mint befutni a billiókba.
De amint Long elmagyarázta, ezeket a kihívásokat két kategóriába lehet foglalni. Az első arra a tényre vonatkozik, hogy hiányzik a szükséges technológiai érettség:
„Mint minden űrhajó, a csillagközi csillagszonda számára energiára, meghajtóra és más rendszerekre is szükségük lesz a küldetés megvalósításához, a cél sikeres eléréséhez és az adatok megszerzéséhez. Az olyan űrhajók építése, amelyek elég gyorsak lehetnek a legközelebbi csillagokhoz való eljutáshoz ésszerű emberi élettartamon belül, valamint a meghajtó rendszerek tápellátása is, nem könnyű, és meghaladja az olyan technológiák teljesítményét, amelyeket eddig több megrendeléssel űrbe helyeztünk. nagyságrendű. Mindazonáltal jól érthetőek azok az alapelvek, amelyek alapján ezek a gépek működnének, fizikai és műszaki szempontból. Ehhez csupán koncentrált erőfeszítési programra van szükség, hogy ez megvalósuljon. ”
Ahogyan egy előző bejegyzésben foglalkoztunk, hihetetlenül hosszú időbe telik a vállalkozás még a legközelebbi csillaghoz. A meglévő technológia felhasználásával egy űrhajó 19 000-től 81 000 évig tarthat, hogy elérje az Alpha Centauri-t. Még nukleáris meghajtás (megvalósítható, de még nem tesztelt technológia) felhasználása esetén is 1000 évbe telik el, hogy odajuthasson.
A második fő kérdés, Long szerint, a politikai akarat hiánya. Jelenleg a Föld bolygó számos problémával néz szembe, amelyek közül a legnagyobb a túlnépesség, a szegénység és az éghajlatváltozás. Ezek a problémák együttesen azt jelentik, hogy az emberiségnek több millió milliárd ember igényeinek kell megfelelnie, miközben a csökkenő erőforrásokkal kell foglalkoznia.
"Tekintettel a Földön versengő problémákra, úgy tűnik, hogy ma nem indokolt az ilyen missziók kiadásainak jóváhagyása" - mondta Long. „Nyilvánvaló, hogy egy potenciálisan érdekes biológiájú exoplanet felfedezése ezt megváltoztathatja. A magánszektornak lehetősége van ilyen küldetéseket kipróbálni, ám ezek valószínűleg a jövőben vannak, mivel a legtöbb magánerőszak a Holdra és a Marsra összpontosít. ”
Kivételt képez ez, Long magyarázza, az Áttörési kezdeményezések ” Projekt Starshot, amelynek célja, hogy mindössze 20 év alatt gramméretű szondát küldjön a Proxima Centauri-hoz. Ez egy könnyű vitorla használatával lehetséges, amelyet a lézerek felgyorsítanak 60 000 km / s (37,282 mps) vagy a fénysebesség 20% -ának megfelelő relativista sebességre.
Hasonló küldetési koncepció ismert Projekt szitakötő, egy koncepció, amelyet Tobias Häfner dolgozott egy nemzetközi tudóscsoport által. Érdekes módon ez a javaslat ugyanabból a fogalmi tervezési tanulmányból született, amely ihlette Starshot- amelyet 2013-ban az Interstellar Studies kezdeményezés (i4iS) ad otthont.
Tetszik Starshot, az Szitakötő egy koncepció lézervezérelt könnyű vitorlát igényel, amely az űrhajót relativista sebességig vontathatja. Azonban, Szitakötő az űrhajó lényegesen nehezebb lenne, mint a gramméretű szonda, amely lehetővé tenné több tudományos műszer beépítését. Az űrhajót érkezéskor egy mágneses vitorla is lelassítja.
Noha az ilyen küldetések várhatóan 100 milliárd dollár körül kerülnek fejlesztésre, Long minden bizonnyal úgy véli, hogy ez a megfizethetőség szempontjából a lehetséges kifizetésekre tekintettel. A kifizetésekről szólva, a csillagköziközi küldetésnek rengeteg lenne, amelyek mindegyike felvilágosító és izgalmas. Amint Long mondta:
„Ha más csillagrendszerek közeli megfigyeléseit végeznénk, akkor sokkal jobban megérthetnénk a saját Naprendszerünk kialakulását, valamint a csillagok, galaxisok és egzotikus jelenségek természetét, például a fekete lyukakat, a sötét anyagot és a sötét energiát. Ez jobb előrejelzéseket adhat nekünk az életben fejlődő rendszerek lehetőségeiről is. ”
Fennáll annak a lehetősége is, hogy a csillagközi utak relativista sebességgel végzett űrszondái új fizikát fedeznek fel. Jelenleg a tudósok megértik az Univerzumot a kvantummechanika (az anyag viselkedése a szubatomi szinten) és az általános relativitás (az anyag a legnagyobb méretarányban - csillagrendszerek, galaxisok, szuperklaszterek stb.) Szempontjából.
A mai napig minden kísérlet a Grand Unified Theory (GUT) megtalálására - más néven. Mindent elmélet (TOE) -, amely összekapcsolná ezt a két gondolati iskolát, kudarcot vallott. Long kijelenti, hogy más csillagrendszerekkel folytatott tudományos küldetések nagyon jó új szintézist nyújthatnak, amely sokkal többet megtudhat nekünk az univerzum egészének működéséről.
De természetesen a kifizetésekről való beszélgetés nem lenne teljes anélkül, hogy megemlítenénk a legnagyobbat: az élet megtalálását! Még ha csak a mikrobák kolóniája lenne, a tudományos következmények óriási lennének. Az intelligens faj megtalálásának következményeivel kapcsolatban a hatások mérhetetlenek lennének. Megoldaná az időtlen kérdést is, hogy az emberiség egyedül van-e az Univerzumban vagy sem.
"Az intelligens élet megkeresése játékváltó lenne, mivel ha kapcsolatba lépünk egy ilyen fajjal, és megosztjuk tudásunkat egymással, ez mély hatást gyakorol majd tudományunkra, hanem személyes filozófiánkra is" - mondta Long. "Ez fontos, ha figyelembe vesszük az emberi eredet korának régi kérdését."
De természetesen sokat kell tennie, mielőtt bármilyen ilyen küldetést megfontolhatnánk. Kezdetként a technológiai követelmények, még olyan műszakilag megvalósítható koncepciók esetében is, mint például Starshot, jó előre meg kell oldani. Ugyanúgy, mint az összes potenciális kockázat, amely a csillagközi csillag repüléshez kapcsolódik a relativista sebességnél.
De mindenekelőtt az idő előtt tudnunk kell, hogy hová kell küldeni ezeket a missziókat, hogy maximalizáljuk beruházásaink tudományos megtérülését. Itt nagy szerepet játszik a hagyományos csillagászat és az asztrofizika. Amint Long elmagyarázta:
Mielőtt bármilyen misszió indulna más csillagrendszerekben, először meg kell jellemezni az említett rendszerek meglátogatásának tudományos értékét, amelyhez nagy távolságú csillagászati megfigyelő platformokat kell igénybe venni. Ezután, amint a szondákat elindítottuk, hozzá fognak segíteni a kozmikus távolság skálán végzett méréseink kalibrálásához is, ami javítani fogja a csillagászati műszereinket is. Ezért egyértelmű, hogy minden olyan fajnak, amely megvilágosodni kíván az Univerzumról és annak helyéről, fel kell vennie a vizsgálat mindkét formáját, mivel ezek fokozják egymást.
Sok évtized telhet el, amíg az emberiség felkészül arra, hogy időt, energiát és erőforrásokat fordítson egy csillagköziközi küldetésre. Vagy egyszerűen évek kérdése lehet, hogy a meglévő javaslatok kidolgozzák-e az összes műszaki és logisztikai kérdést. Akárhogy is, amikor egy csillagközi küldetés befejeződik, ez egy emlékezetes és rendkívül történelmi esemény lesz.
És amikor elkezdi az adatok visszatérését a legközelebbi csillagrendszerektől, akkor a történelemben páratlan esemény lesz. A technológiai fejlesztések mellett az iránti akarat is a kritikus beruházások végrehajtása.
