Képesek lennénk egy űrszondát egy másik csillagrendszerbe küldeni?

Egy űrszonda eljuttatása egy másik csillaghoz jelenleg kivitelezhetetlennek tűnik, ugyanis a Voyagereknek is 35 és 40 évbe telt, mire elhagyták a Naprendszer területét.

Ez viszont nem riasztja el a kutatókat, sőt, két csoport is dolgozik ezen, a Breakthrough Starshot és a Tau Zero Foundation. Mindketten egy különleges meghajtótechnológiát tanulmányoznak, amely a sugárzott energia alkalmazására épül. A Tau Zero elnöke, Jeffrey Greason és Gerrit Bruhaug egy általuk közösen írt tanulmányban a relativisztikus elektronsugár lehetőségeit vizsgálják, amely egy űrszonda meghajtására is alkalmas lehet, számolt be a Universe Today.

Az ilyen típusú missziók tervezésekor sok tényezőt figyelembe kell venni. Az egyik legfontosabb a szonda tömege. A Breakthrough Starshot egy kisméretű, hatalmas napvitorlával ellátott űreszközben gondolkodik, amelyet fénysugár gyorsítana az Alfa Centauri felé. Ez a megoldás viszont “mindössze” technológiai bravúrnak számítana, mivel ilyen kis méretben alig lenne képes tudományos adatokat gyűjteni. Greason és Bruhaug tanulmánya egy nagyobb, körülbelül ezer kilogrammos szondákkal számol, amelyek mérete összemérhető a 1970-es években indított Voyager szondákéval. A mai technológia mellett ilyen eszközökre sokkal fejlettebb műszerek és vezérlési rendszerek telepíthetők.

Illusztráció. Kiemelt kép: depositphotos.com

A nagyobb tömegű szonda meghajtásához azonban más típusú sugárra van szükség. A Breakthrough Starshot látható spektrumú lézersugarat tervez alkalmazni, amelyet a vitorlára irányítanának. Ez a sugár az optikai technológia mai állása szerint csupán a Nap és a Föld távolságának töredékén, körülbelül 0,1 csillagászati egység távolságig lenne képes hatékonyan tolni a szondát, ami viszont elenyésző táv a 277 ezer csillagászati egységre lévő Alfa Centauri felé.

Ráadásul a lézer teljesítőképességét csak rövid ideig lehetne fenntartani, hogy elkerüljék a szonda megsértését. Greason és Bruhaug szerint azonban hosszabb ideig kellene kevesebb energiát biztosítani, ami lehetővé tenné nagyobb erő felhalmozását, ami egy robusztusabb szonda gyorsítását is lehetővé tenné a fénysebesség nagyobb százalékára. Az ilyen típusú meghajtás tervezésekor azonban további kihívások merülnek fel, köztük a sugár szétszóródása. A tanulmány a relativisztikus elektronsugarakra összpontosít, amelyeket a Sunbeam nevű koncepcióhoz használnának.

Az elektronsugaraknak számos előnyük van. Az elektronokat viszonylag könnyű fénysebesség közeli állapotba gyorsítani, de a negatív töltésű készítmények taszítják egymást, ami csökkentheti a sugár tolóerejét. Ez azonban a relativisztikus sebességeknél kevésbé jelent gondot egy olyan jelenség miatt, amelyet részecskegyorsítókban fedeztek fel. A tanulmány számításai szerint egy ilyen sugár ezer csillagászati egység távolságig is képes lenne energiát biztosítani, míg a hagyományos meghajtórendszerek ilyen távolságokban rég elvesztenék hatékonyságukat. Ezzel a módszerrel egy egytonnás szonda elérhetné a fénysebesség 10%-át, és körülbelül 40 év alatt juthatna el az Alfa Centaurihoz.

A megvalósítás azonban jelentős műszaki akadályokat rejt magában, különösen az energia sűrítését és sugárrá alakítását illetően. Az energiaszükséglet mértéke rendkívül magas lehet, de a Nagy Hadronütköztetőhöz hasonló technológia képes lenne ezt kezelni. A Nap közvetlen közelében egy napelemekkel ellátott állomás használatát javasolják, amely mágneses mező segítségével egyensúlyozza ki a gravitációt.

A technológia még fejlesztésre szorul, de elvben megvalósítható. A koncepció jelenleg egyértelműen tudományos-fantasztikus szinten mozog, de felvillantja annak lehetőségét, hogy már a mai technológiákra alapozva is elküldhetünk egy tudományos szondát a legközelebbi csillaghoz egy emberöltő alatt.

Érdemes elolvasni:

• A Szaturnusz gyűrűi néhány héten belül eltűnnek
• Mi történne, ha megállna a Föld magjának forgása?
• Teljesen máshogy alakult ki a Pluto és legnagyobb holdja, mint eddig gondolták