მეცნიერები ითვლიან, თუ როგორ უნდა გაფრინდეს უახლოეს ვარსკვლავამდე ლაზერის გამოყენებით

მეცნიერები ითვლიან, თუ როგორ უნდა გაფრინდეს უახლოეს ვარსკვლავამდე ლაზერის გამოყენებით
მეცნიერები ითვლიან, თუ როგორ უნდა გაფრინდეს უახლოეს ვარსკვლავამდე ლაზერის გამოყენებით
Anonim

100 მილიონი ლაზერის ფოტონის ძრავა დაეხმარება Breakthrough Starshot კოსმოსურ მცურავ გემს მიაღწიოს მზის სისტემის უახლოეს მეზობელ ალფა კენტავრს სულ რაღაც 20 წელიწადში. ავსტრალიელმა მკვლევარებმა გაარკვიეს, თუ როგორ უნდა დააჩქაროს ვარსკვლავთშორისი ნანოსატელიტი.

ავსტრალიის ეროვნული უნივერსიტეტის მეცნიერებმა შესთავაზეს გზა კოსმოსური მცურავი გემის უახლოეს ვარსკვლავამდე გაშვების მიზნით, როგორც Breakthrough Starshot პროექტის ნაწილი. მათი იდეის თანახმად, ფოტონის ძრავა - სისტემა, რომელიც ჯამში მოიცავს 100 მილიონამდე ლაზერს - ხელს შეუწყობს მოწყობილობის საჭირო სიჩქარის მინიჭებას. მკვლევარებმა თავიანთი გათვლები წარმოადგინეს Journal of Optical Society of America B.

2015 წელს Mail. Ru ჯგუფის დამფუძნებელმა, მეწარმემ იური მილნერმა მეუღლესთან ერთად ჩამოაყალიბა სამეცნიერო და ტექნოლოგიური კვლევის Breakthrough Initiatives პროგრამა სამყაროში ცხოვრების პრობლემის შესახებ. ამ პროგრამის ფარგლებში, გარღვევის პრიზი დაჯილდოვებულია სამეცნიერო ოსკარით, ხოლო უცხოეთში სიცოცხლის ძებნა მიმდინარეობს Breakthrough Listen პროექტის ფარგლებში.

გარღვევის ინიციატივების კიდევ ერთი პროექტი არის Breakthrough Starshot პროექტი, რომლის მიზანია დაამტკიცოს ვარსკვლავთშორისი ფრენის შესაძლებლობა ერთ თაობაში. ამისათვის შეირჩა კოსმოსური მცურავი გემის StarChip კონცეფცია.

მასში, 3.5 სანტიმეტრით 3.5 სანტიმეტრით და წონაში გრამით აღჭურვილი ნანოპრობლემა, რომელიც აღჭურვილია სენსორებით, კამერით, რადიო ანტენითა და ამაჩქარებლებით, იქნება დაკავშირებული მზის იალქნთან, რომლის ზომებია ოთხიდან ოთხი მეტრი, 100 ნანომეტრი სისქისა და ერთი გრამის მასა.

ასეთი აფრების იდეა - მოწყობილობა, რომელიც იყენებს სინათლის წნევას მოძრაობისთვის - ახალი არ არის: ის პირველად წამოაყენა კონსტანტინ ციოლკოვსკიმ და თეორიულად დაასაბუთა სარაკეტო დარგის ერთ -ერთმა პიონერმა ფრიდრიხ ზანდერმა. ასეთი მოწყობილობები უკვე არსებობს: 2010 წელს დაიწყო იაპონური IKAROS, შეერთებულმა შტატებმა გაგზავნა LightSail-1 და LightSail-2 კოსმოსში.

ახლა ავსტრალიელმა მეცნიერებმა შესთავაზეს გზა გეოსტაციონარული ორბიტიდან კოსმოსური მცურავი გემის აჩქარების მიზნით ლაზერული სისტემების გიგანტური ქსელის გამოყენებით. "Breakthrough Starshot პროგრამა ვარაუდობს, რომ საჭირო ოპტიკური სიმძლავრე (მოწყობილობისათვის საჭირო სიჩქარის მიცემა - Gazeta. Ru) არის დაახლოებით 100 გიგავატი", - თქვა ერთ -ერთმა მკვლევარმა, რობერტ უორდმა. მისი თქმით, ადვილი არ იქნება ასეთ ციფრებთან მიახლოება - ამჟამად, უმსხვილეს ბატარეებს აქვთ 100 -ჯერ ნაკლები ენერგია.

თითოეული კომპლექსი შედგება ათასი სექტორისგან ათასი მოდულით, რომელთაგან თითოეულს ექნება 100 ლაზერი. თითოეული ეს ლაზერი 1064 ნანომეტრის ტალღის სიგრძით გამოსცემს კილოვატ ოპტიკურ ენერგიას.

ადრე გაკეთებული წინასწარი შეფასებების თანახმად, ასეთი სისტემის ღირებულება შეიძლება აღწევდეს რვა მილიარდ დოლარს, ხოლო აჩქარების ოპერაციის ღირებულება თავად შეიძლება იყოს ექვსი.

ამასთან, ასეთი ლაზერული ობიექტის მუშაობისას აუცილებელია გავითვალისწინოთ დედამიწის ატმოსფეროს გავლენა.”ატმოსფერო ამახინჯებს გამავალ ლაზერულ სხივს, რის შედეგადაც იგი გადაუხვევს სასურველ მიმართულებას”, - ამბობს სხვა მკვლევარი, პროფესორი მაიკლ ირლანდი. - ჩვენი გამოსავალი მოიცავს ლაზერული მეგზური ვარსკვლავის გამოყენებას. მასში პატარა თანამგზავრი ლაზერს დედამიწის ორბიტიდან მასივისკენ მიმართავს. მეგზური ვარსკვლავის სინათლე დედამიწისკენ მიემართება, ის ატმოსფერული გამოწვეული დამახინჯების გაზომვას შეუწყობს ხელს. ჩვენ შევიმუშავეთ ალგორითმი, რომელიც საშუალებას მოგვცემს გამოვიყენოთ ეს ინფორმაცია ადრეული კორექტირებისთვის.”

გარდა ამისა, აუცილებელია გავითვალისწინოთ თავად ლაზერული სხივების გადახრა.”ჩვენ ვიყენებთ შემთხვევით ციფრულ სიგნალს თითოეული ლაზერის გაზომვის დასაშიფრებლად და შემდეგ მათი დეკოდირებისთვის.ეს გვაძლევს შესაძლებლობას ინფორმაციის უზარმაზარი გროვიდან ავირჩიოთ მხოლოდ ის ზომები, რაც ჩვენ გვჭირდება. შემდეგ ჩვენ შეგვიძლია შევიზღუდოთ პრობლემა მცირე კომპლექსებამდე,” - თქვა პოლ სიბლიმ, კვლევის ჯგუფის სხვა წევრმა.

ალფა კენტავრში მოგზაურობა ჩვეულებრივი მოგზაურობის მეთოდებით დაახლოებით 100 წელი დასჭირდება. ალფა კენტავრამდე მისასვლელად კოსმოსური იალქნიანი ხომალდის გამოყენებით, რომელსაც ფოტონის ძრავა მართავს, 20 წელი დასჭირდება სინათლის 20% სიჩქარით.

"ალფა კენტავრის ფრენის დროს ის (იალქნიანი ნავი - Gazeta. Ru) გადაიღებს სურათებს და მიიღებს გაზომვებს, რომლებიც შემდეგ გადაეცემა დედამიწას", - ამბობს კვლევის წამყვანი ავტორი ჩატურა ბანდუნგგა. ვარაუდობენ, რომ გაზომვებიდან ხუთი წლის შემდეგ ასტრონომები მიიღებენ მონაცემებს პროქსიმა კენტავრის თანამგზავრზე - Proxima Centauri b, ისევე როგორც სისტემის სხვა ეგზოპლანეტებზე, მათი აღმოჩენის შემთხვევაში.

თუმცა, მეცნიერები ხაზს უსვამენ, რომ მათი განვითარება, როგორც თავად იალქნიანი ნავი, ჯერ კიდევ მხოლოდ კონცეფციაა.”იმისდა მიუხედავად, რომ ჩვენ დარწმუნებული ვართ ჩვენი განვითარების დიზაინში, ის ჯერ კიდევ არ არის გამოცდილი. შემდეგი ნაბიჯი იქნება კონტროლირებად ლაბორატორიულ გარემოში ძირითადი სტრუქტურული ელემენტების გამოცდა. მათ შორის არის მცირე ლაზერული სისტემების შერწყმის ცნებები და ალგორითმები ატმოსფერული კორექციისთვის,” - თქვა ბანდუნუნგამ.

გირჩევთ: