Световой луч звездного взрыва - это действительно миллион лазеров, что безумие

Цель инициативы «Звездный выстрел» стоимостью 100 млн. Долларов США состоит в поиске Альфа Центавра (ближайшей к Земле звездной системы, находящейся всего в 4,37 световых лет от Земли) на предмет обитаемых миров и инопланетной жизни. Если вы знакомы с космической наукой, то вы знаете, что это довольно логичное продолжение исследований экзопланет в соответствии со стипендией, связанной с поисками внеземной жизни. Что делает инициативу Старшот смелой, так это то, что она требует космический корабль проехать триллион миль, плывя на 100-гигаваттном лазерном луче и световых парусах. Этот бит - мягко говоря - сложный.

Есть много вопросов о том, как команда Breakthrough Starshot собирается осуществить все это, и множество очень интересных ответов. Но когда дело доходит до световых парусов, ответы начинают становиться довольно тонкими. Консенсус в научном сообществе заключается в том, что из всех технологических препятствий, связанных с проектом, создание достаточно мощного светового луча является наиболее значительным.

Милнер и компания хотят построить массив лазеров длиной в километр (например, тысячи, тысячи и тысячи) на большой высоте и, вероятно, в пустыне. Затем, когда пришло время оттолкнуть нанокрафт к Альфа Центавре, они планируют щелкнуть переключателем, чтобы выстрелить 100-гигаваттный луч, который запускает космический корабль с пятой скоростью света. Если бы это сработало, наши нанокрафт в течение 20 лет поразили бы окраины Альфы Центавра.

Сет Шостак, директор Центра исследований SETI в Институте SETI, называет «сверхдуперный лазер» амбициозным предложением, но также рассказывает обратный идея была там некоторое время. Ученые некоторое время рассматривали лазерные двигательные установки, а в последнее время представляли, как такая система может доставить космический корабль на Марс всего за три дня.

И все же такая идея имеет никогда вышел за пределы стадии предложения по нескольким причинам. Одним из них является стоимость. Один гигаватт может обеспечить 700 000 домов. Это много энергии, и это не дешево. Итак, представьте, что вы пытаетесь питать систему мощностью 100 гигаватт в течение 20 лет. Вам не нужно ничего знать об энергоэффективности, чтобы знать, что что-то подобное - в любом случае с нынешними технологиями - будет стоить больше, чем ВВП целых национальных государств.

Другой - это сила. Исследователь НАСА Эдуардо Бендек, который изучал Альфа Центавра почти всю свою карьеру и работает над предложением отправить космический телескоп для изучения региона, считает, что самая большая проблема, стоящая за Старшотом, - это выяснить, как избежать «испарения космического корабля» с лучом света. Nanocraft всего несколько граммов в массе. Существует чрезвычайно высокая вероятность того, что при воздействии на них 100-гигаваттного лазера они испарятся. Бендек ссылается на предыдущий эксперимент в Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса, который начал термоядерную реакцию с использованием лазера с долей этой мощности. «Я не знаю, как они это выяснят, - говорит он.

Старшот признал эту обеспокоенность, но они не опубликовали детали того, как именно они собираются создавать прочные нанокрафт. Это может быть потому, что у них есть еще одна, более неотложная задача - сначала выяснить, как именно вы собираетесь получить такой мощный световой луч.

Дэвид Киппинг, астроном из Колумбийского университета, говорит, что сейчас мы можем создавать только отдельные лазеры с максимальной мощностью около одного мегаватта. Откуда он знает? Киппинг и его коллега недавно написали статью, в которой предлагалось создать лазерную систему, которая могла бы скрыть Землю от разумных инопланетян, ищущих другие формы жизни. Хотя самое простое маскирующее устройство в этой статье требует чего-то около 30 мегаватт, требования к мощности все еще превышают возможности, которые может сделать один лазер. В настоящее время лазер мощностью 1 мегаватт находится на грани наших технических возможностей, а это означает, что для генерации мощности в 100 ГВт потребуется массив из одного миллиона лазеров.

Шостак быстро указывает на то, что с учетом того, насколько быстро развиваются технологии, немыслимо, что мощность лазера может удваиваться каждые пять лет. Всего за 10 лет луч света мощностью 100 гигаватт может быть получен с помощью лишь четверти лазеров, которые нам могут понадобиться сегодня. Это все еще много чертовых лазеров

Предложение Кипинга подняло альтернативное использование основной лазерной системы: она будет служить маяком, помогающим находить инопланетян нас, По его словам, что-то столь массивное, как луч света Старшота, теоретически может помочь нам скрыть планету, но выброс объектов в космос откроет наше присутствие. Кроме того, Киппинг говорит, что технология Starshot, вероятно, приведет к так называемой «лазерной утечке», которую невозможно сдержать. Этот избыточный свет будет действовать как костер, излучающий в лесу ночью. Даже если наночастица ничего не сможет найти в Альфа Центавре, Старшот может в конечном итоге достичь своей цели, привлекая к нам инопланетян.

Очевидно, что есть много работы, которая должна войти в предложение по световому лучу, прежде чем мы даже приблизимся к тому, чтобы увидеть его небольшую версию. Но Киппинг подчеркивает, что дело не в том, чтобы назвать что-то невозможным. «Мы не должны пренебрегать этим, несмотря на трудности», - говорит он. «Лазеры почти наверняка станут важной частью того, как мы проводим космические путешествия и улучшаем нашу жизнь здесь, на Земле. Я думаю, это здорово, что мы серьезно относимся к этой идее ».