Izrāviena Starshot dalībnieki ir apkopojuši izaicinājumu sarakstu, kas viņiem būs jāatrisina, lai 20 gados izveidotu piemērota izmēra saules buras, lai lidotu uz Alfa Centauri. Viņu atradumi tika publicēti žurnālā Nature Materials.
“Pirmie mūsu analīzes rezultāti bija negaidīti optimistiski - šodien jau pieejamie materiāli apvienojumā ar jaunām ražošanas un to īpašību mērīšanas metodēm principā ļauj mums izveidot buras prototipu, kas piemērots starpzvaigžņu kuģa paātrināšanai,” rakstīja Harijs Atvids un kolēģi. no Kalifornijas Tehnoloģiju institūta Pasadena (ASV).
2016. gada aprīlī vēlais britu kosmologs Stefans Hokings un krievu miljardieris Jurijs Milners runāja par savu nākamo “kosmosa” iniciatīvu sērijas “Breakthrough Initiatives” ietvaros - “Breakthrough Starshot”. Tās ietvaros uzņēmējs piešķīra 100 miljonus dolāru, lai izveidotu kosmosa kuģi, kura pamatā ir ideja, kuru pirms diviem gadiem izvirzīja Kalifornijas fiziķi Filipa Ļubina vadībā.
Tās būtība ir nosūtīt nevis klasiskus kosmosa kuģus uz attālām planētām, bet gan ārkārtīgi vieglas un plakanas struktūras, kas izgatavotas no atstarojoša materiāla, kuras tiks paātrinātas līdz gandrīz gaismas ātrumam, izmantojot jaudīgu orbītas lāzeru.
Šāds starpzvaigžņu "buru kuģis", pēc amerikāņu fiziķu aprēķiniem, 20 gadu laikā spēs sasniegt Alfa Centauri, un tas lidos starp Marsu un Zemi tikai trīs dienās bez kravas, bet mēnesī ar 10 tonnu kravu.
Galvenā problēma abos gadījumos būs zondes palēnināšanās - kamēr komandai, kas ar to nāca klajā, nav ideju, kā padarīt lāzera "burinieku" apstāšanos drošu. Līdzīgas problēmas radīsies, kā vēlāk ierosināja citi fiziķi, tās paātrināšanas laikā - bura vai nu tiks sadedzināta ar lāzeru, vai arī sabruks, kad sadursies ar putekļu daļiņām.
Atwater un viņa institūta kolēģi, kas tieši iesaistīti Breakthrough Starshot, pirmo reizi detalizēti pētīja, kā šāda bura izturētos, mijiedarbojoties ar lāzeru un starpzvaigžņu vidi, un formulēja minimālo prasību kopumu tā izgatavošanai.
Kā noskaidroja zinātnieki, neskatoties uz gandrīz "neiespējamo" īpašību kopumu - platību 10 kvadrātmetru, masu gramos un atstarojuma spēju 99,999999% -, galvenā problēma buras ražošanā būs nevis materiāla izvēle, bet gan virkne citu lietu. Izrādījās, ka uz Zemes jau eksistē virkne materiālu, ieskaitot filmas, kas izgatavotas no molibdēna disulfīda, amorfā silīcija un vairākiem citiem pusvadītājiem, kuriem ir līdzīgas īpašības.
Reklāmas video:
Ja šī plēve ir pietiekami plāna, paradoksālā kārtā sadursmes ar hēlija un ūdeņraža atomiem, kas atrodas starpzvaigžņu vidē, gandrīz neietekmēs buras dzīvi. Lielākā daļa atomu caur to izies, neradot kaitējumu, un sadursmes ar putekļu daļiņām, kā liecina fiziķu aprēķini, sabojās ne vairāk kā 10% no kopējā buras laukuma.
Problēma, savukārt, ir tāda, ka mūsdienās nav tehnoloģiju, kas ļautu audzēt ļoti viendabīgas un plānas nepieciešamā lieluma šo vielu plēves. Zinātniekiem būs jāatrod veids, kā pielīmēt salīdzinoši mazus šo plēvju fragmentus, kuru diametrs ir 10–20 centimetru, un šī darbība jāveic praktiski ar atomu precizitāti.
No otras puses, Atwater un viņa kolēģi ir pārliecināti, ka šādus buras gabalu "līmēšanas" paņēmienus var ātri attīstīt, paļaujoties uz tehnoloģijām, kuras mūsdienās IT nozarē izmanto atsevišķu mikroshēmu elementu lodēšanai. To izveidošana ļaus Breakthrough Starshot atrisināt vienu no galvenajām problēmām un sākt radīt lāzera sistēmu, kas spēj paātrināt šo buras līdz vajadzīgajam ātrumam.