Šī gada aprīlī uzņēmēju un zinātnieku grupa, ieskaitot Stīvenu Hokingu, paziņoja par vērienīgu projektu, lai izpētītu starpzvaigžņu telpu, izmantojot kompaktu, pastmarkas izmēra nanopalielu, ko darbina ar lāzeru. Mērķis: nokļūt pie tuvākā Saules sistēmas kaimiņa - Alfa Kentauri.
Ja šo niecīgo kosmosa kuģi var paātrināt līdz gandrīz plānotajam 1/5 gaismas ātrumam, tad kuģis savu mērķi varēs sasniegt tikai 20 gadu laikā. Bet vai tik niecīgas un trauslas ierīces elektronika var darboties 20 gadus skarbajā telpā?
Pēc NASA un Korejas Zinātnes un tehnoloģijas institūta pētnieku domām, lielākā problēma, ar kuru nāksies saskarties Hokinga projektam Breakthrough Starshot, ir kosmosa starojums.
Tāpat kā astronautu gadījumā, arī kosmosa kuģim katru sekundi būs jāpiedzīvo ļoti uzlādētu daļiņu kolosālā ietekme, kas var nopietni sabojāt silīcija dioksīda slāni, kas pārklās kosmosa kuģi. Šajā situācijā visi ierīces iekšējie komponenti neizdosies ilgi pirms 20 gadu kosmosa ceļojuma beigām.
Kā jūs atrisināt šo problēmu? Viena no iespējām, pēc NASA zinātnieku domām, var būt maršruta noteikšana ap visbīstamākajām vietām, kur fona starojuma koncentrācija ir daudz augstāka nekā parasti. Tomēr šajā gadījumā misijas ilgums var palielināties daudzas reizes. Turklāt pat minimāla starojuma iedarbība laika gaitā var izraisīt nopietnus kosmosa kuģa bojājumus.
Cita, praktiskāka iespēja var būt zondes un tās elektronikas pasargāšana, cerot mazināt kaitīgā kosmiskā fona starojuma ietekmi. Tomēr atkal kosmosa kuģim pievienojot papildu svaru, palēnināsies misijas ātrums, jo lielāks kosmosa kuģis nespēs paātrināties līdz vēlamajam ātrumam.
Tomēr ir arī trešais veids, kas varētu darboties, ja mēs ceļā uz Alfa Kentauri varam uzbūvēt nanoshipu, kas spēj sevi izārstēt no kosmiskā starojuma.
"Faktiski pašārstēšanās mikroshēmu tehnoloģija pastāv jau gadiem ilgi," saka NASA pētnieks Jin-Woo Han.
Reklāmas video:
Jautājumu var atrisināt ar eksperimentāliem GAA FET (gate-all-around) tranzistoriem, kurus izstrādājusi starptautiska zinātnieku komanda. Viņu īpatnība slēpjas faktā, ka mikroshēmas, kuru pamatā ir šie tranzistori, var atgūt siltuma ietekmē. Savukārt siltumu var radīt, izmantojot elektrisko strāvu. Galvenā ideja ir tāda, ka šāda mikroshēma kosmosa kuģa iekšienē tiks izslēgta garā kosmosa brauciena laikā ik pēc pāris gadiem. Šādu "pārstartēšanas" brīžos siltuma ietekme to atjaunos no radiācijas ietekmes. Pēc atkopšanas mikroshēma tiks atkārtoti iespējota un turpinās darīt savu darbu.
Veicot šo tranzistoru laboratorijas testus, zinātnieki ir pārliecinājušies, ka uz tiem balstītu zibatmiņu sildot var atjaunot līdz pat 10 000 reižu, bet DRAM atmiņu - līdz pat 1012 reizēm. Protams, no perspektīvas viedokļa, ko šobrīd izmantot kosmosa kuģos, šie tranzistori joprojām ir hipotētisks risinājums. Kā minēts iepriekš, tranzistori ir eksperimentāli. Nepieciešama jauna un ārēja perspektīva par to efektivitāti. Tomēr komanda, kas tos izveidoja, uzskata, ka to izmantošana kosmosa misijās, piemēram, Breakthrough Starshot, patiešām ir iespējama.
Protams, elektronikas darbības problēmas risināšana izaicinošās vidēs ir tikai daļa no lielākas mīklas. Ja mazais kosmosa kuģis tiksies ar Alfa Centauri, tam būs jācīnās ne tikai ar radiāciju. Šajā braucienā tikpat bīstamas būs sadursmes ar kosmisko gāzi un putekļiem.
Šī gada sākumā Breakthrough Starshot pētījumu grupa uzsāka virkni uz risku balstītu eksperimentu un atklāja, ka šāda niecīga kuģa sadursme ar pat kosmisko putekļu daļiņām būtu katastrofāla. Tas nozīmē, ka ir vēlreiz jāatgriežas pie ierīces aizsardzības ekranēšanas jautājuma.
Pirms projekts kļūst par realitāti, tas prasīs milzīgu darbu. Un ne tikai inženiertehniskā, bet arī zinātniskā. Tomēr galu galā visi centieni var nebūt veltīgi. Pašai idejai, drīzāk pat ne idejai, bet ļoti patiesai vēlmei - 20 gadu laikā sasniegt zvaigzni ārpus Saules sistēmas - vajadzētu ne tikai pārsteigt, bet arī neticami motivēt. Par laimi, mūsdienu zinātnē ir daudz gan pirmā, gan otrā.
NIKOLAY KHIZHNYAK
