Wyrzutnia nazwana na cześć Interstellar zabierze nas na Alfa Centauri? To nie science fiction

ESO/Digitized Sky Survey 2/Cults 3D

Od samego początku ery eksploracji kosmosu ludzkość wykazuje olbrzymie zainteresowanie lotem międzygwiezdnym w kierunku Alfa Centauri, by przywołać w tym kontekście słynne projekty Orion, Dedal i Longshot. Każdy z nich koniec końców okazał się jednak bardziej koncepcją teoretyczną niż rzeczywistym rozwiązaniem, w dodatku zakładającą wykorzystanie fuzji jądrowej jako napędu hipotetycznego statku. Teraz wygląda na to, że podróż do najbliższej znanej nam gwiazdy może nie być tylko domeną science fiction i stać się znacznie prostsza niż przypuszczano. 

W czasopiśmie Astro-ph, na razie w formie preprintu, ukazał się artykuł naukowy autorstwa Davida Kippinga, profesora astronomii na Uniwersytecie Columbia, i zajmującej się na tej samej uczelni mechaniką i budową maszyn Kathryn Lampo, który przedstawia zaskakujący swoją prostotą sposób na dotarcie do innych systemów gwiezdnych. Z całą pewnością zainteresuje on również fanów popkultury; jego fundamentem jest mechanizm nazwany na cześć słynnego robota z filmu Interstellar, TARS. 

Kosmiczna "wirówka"

W pomyśle Kippinga i Lampo pojawia się nowatorski układ napędowy w postaci kosmicznej "procy", która wyrzucałaby małe, najprawdopodobniej mniejsze niż współczesne smartfony, sondy i nadawała im prędkość umożliwiającą ucieczkę z Układu Słonecznego (ok. 42,1 km/s - to tzw. trzecia prędkość kosmiczna). Wspomniana wcześniej "proca" to właśnie TARS (ang. "Torqued Accelerator using Radiation from the Sun", w dowolnym tłumaczeniu: "akcelerator z użyciem momentu obrotowego wykorzystujący promieniowanie słoneczne"). Jak miałaby ona działać?

TARS składałby się z dwóch ustawionych względem siebie pod kątem 180 stopni "łopatek" tudzież paneli pokrytych odblaskowym materiałem z jednej strony i ciemnych po drugiej, które łączyłoby specjalne, długie wiązanie. Padające na odbijające światło powierzchnie promienie słoneczne miałyby generować moment obrotowy i coraz bardziej napędzać całą konstrukcję, aż do ostatecznego wyrzucenia małych sond w przestrzeń kosmiczną. Kipping i Lampo podają przykład: gdyby panele miały grubość zaledwie 2,8 mikrona, ale przy tym były szerokie na 7 metrów, po połączeniu ich długą na 63 metry liną i bombardowaniu promieniami słonecznymi przez 3 lata, mogłyby one "wyrzucić" małą sondę, nadając jej prędkość 12,1 km/s. Ta ostatnia zostałaby jednak zwiększona przez prędkość samej "procy" i ruchu orbitalnego, by ostatecznie osiągnąć wartość ok. 42 km/s. 

Od 30 tysięcy do 1300 lat

Na czym polega problem tej koncepcji? Przy takiej prędkości podróż do oddalonej od nas o 4,3 roku świetlnego Alfa Centauri zajęłaby jakieś... 30 tysięcy lat. Kipping i Lampo mają jednak pomysły na to, jak przyśpieszyć cały proces:

• prędkość sondy znacznie się zwiększy, jeśli do budowy jej powłok zostanie wykorzystany cechujący się o wiele większą wytrzymałością grafen; obliczenia naukowców oparte były natomiast na właściwościach nanorurek węglowych; 
• do rozpędzenia hipotetycznego pojazdu można wykorzystać efekt Obertha - zbliżająca się do Słońca i stale przyśpieszająca sonda zostałaby ostatecznie odrzucona przez naszą gwiazdę w innym kierunku, a jej prędkość będzie jeszcze większa; 
• utrzymanie TARS w jednym miejscu, tak, aby promienie słoneczne z czasem nie odpychały samej "procy"; Kipping i Lampo w tym celu proponują koncepcję nazwaną przez nich "kwazytem" (ang. quasite) - wyrzutnia miałaby więc zrównoważyć ciągnącą ją "do wewnątrz" siłę grawitacji i działające na nią "do zewnątrz" promienie słoneczne poprzez delikatne odchylenie jej na bok; dzięki temu mogłaby ona zachować stałą orbitę. 

"To działanie wielopokoleniowe"

Po wdrożeniu tych propozycji i dodatkowym rozpędzeniu TARS np. laserem wyrzucona z "procy" sonda mogłaby osiągnąć prędkość 1000 km/s, co stanowi 0,3% prędkości światła. Tak rozpędzona dotarłaby do Alfa Centauri za ok. 1300 lat. To dużo? Czy jednak mało czasu? Pytany o to Kipping odpowiada:

Naukowiec wyjawił, że kilka firm z branży kosmicznej już teraz wyraziło zainteresowanie artykułem, proponując współpracę - ale pod warunkiem, że Kipping z Lampo dostarczą im prototyp TARS w rozmiarze małego satelity. Autorzy przyznają jednak, że w chwili obecnej nie będą się tym zajmować, przy czym zachęcają do tego, by ich pomysł wykorzystał "któryś z obecnych studentów inżynierii kosmicznej". 

Najlepsze z najdokładniejszych naukowo filmów science fiction. Ranking wzbudzi dyskusję, fakty - niekoniecznie

Źródło: materiały prasowe