W stronę Alfa Centauri. Fantazja czy wyzwanie technologiczne?

Wśród najbardziej kultowych popkulturowych wizji tego typu podróży wymienić można napęd Warp znany z sagi Star Trek. Twórcy tego świata zakładali istnienie „nadprzestrzeni”, która umożliwiała błyskawiczne podróże na liczone w latach świetlnych odległości. O ile twórcy serii Star Trek przynajmniej próbowali obudowywać swoje pomysły paranaukowym językiem, o tyle twórcy innych znanych uniwersów kosmicznych często pozostawiali to wyobraźni fanów. Na przykład bohaterowie Gwiezdnych Wojen korzystali z „hipernapędu”, który pozwalał na podróże z prędkością znacznie większą niż prędkość światła.

Marzenia wizjonerów

Podróże międzygwiezdne nie są jednak jedynie domeną popkultury. Naukowcy od lat zupełnie na poważnie szukają na nie pomysłu. Jak do tej pory najważniejszą barierą związaną z podróżami międzygwiezdnymi były gigantyczne dystanse oraz brak silnika zapewniającego prędkość, która pozwoliłaby pokonać międzygwiezdne odległości w perspektywie ludzkiego życia.

Sytuację zmienić ma projekt Breakthrough Starshot, wspólna inicjatywa genialnego fizyka Stephena Hawkinga oraz rosyjskiego miliardera Jurija Milnera, również fizyka z wykształcenia. Panowie współpracują w ramach kilku projektów pod kryptonimem Breakthrough, których zadaniem jest przełamywanie granic w eksploracji kosmosu.

Celem Breakthrough Starshot jest wysłanie sond do najbliższego nam układu planetarnego – odległego o cztery lata świetlne systemu Alfa Centauri, który składa się z aż trzech gwiazd: jasnych Alfa Centauri A i Alfa Centauri B oraz czerwonego karła o nazwie Proxima Centauri. Naukowcy twierdzą, że część wykrytych w tym systemie planet znajduje się w tzw. „ekosferze”, czyli w odległości od gwiazdy, która umożliwia istnienie na powierzchni planety ciekłej wody. Układ Alfa Centauri znajduje się 40 bilionów kilometrów od Ziemi, co oznacza, że w tej chwili nie istnieje napęd, który umożliwiłby dotarcie tam w czasie krótszym niż kilkadziesiąt tysięcy lat.

Choć Breakthrough Starshot brzmi jak z fikcji naukowej, jest to jak najbardziej realna i na swój sposób rozsądna inicjatywa. Projekt zakłada wysłanie w stronę układu wielu niewielkich sond, których zadaniem będzie dotarcie na miejsce dzięki wykorzystaniu żagli słonecznych, zrobienie zdjęć oraz przesłanie ich na ziemię. Przy dobrych, nomen omen, wiatrach, uda się rozpędzić pojazdy nawet do 20 proc. prędkości światła, co pozwoli sondom dotrzeć do Alfa Centauri w ciągu 30 lat. Żagle mają być napędzane wiązkami lasera emitowanymi z powierzchni Ziemi.

Żagle na maszt!

Żagiel słoneczny można nazwać klasyką, jeśli chodzi o element napędu międzygwiezdnego. Wizję tego napędu sformułował już w XVII wieku Jan Kepler w swoim liście do Galileusza, gdzie pisał: „Należy stworzyć statki i żaglowce, poruszane niebieską bryzą. Wtedy nie zabraknie śmiałków, którym niestraszna pustka kosmosu”. Japońska sonda IKAROS oraz wysłana przez NASA NanoSail-D2 udowodniły, że żagiel słoneczny sprawdza się również w praktyce, ale ma również kilka wad.

Płachta będzie bardzo delikatna. Meteoroid wielkości ziarnka grochu będzie w stanie go porwać i sonda nie dotrze na miejsce. Jednocześnie sam żagiel generuje niewielki ciąg, przez co powoli przyspiesza – tłumaczy dr Brona.

Jedną z najważniejszych technologicznych kompetencji, którą posiąść musi każda firma biorąca udział w kosmicznych projektach jest zdolność produkcji niezawodnej elektroniki przystosowanej do działania w szczególnych warunkach panujących w przestrzeni kosmicznej. Firma Creotech Instruments, która uczestniczy w szeregu projektów kosmicznych, swoją drogę do niezawodności rozpoczęła w 2012 roku, po wejściu Polski do ESA.

Aby przejść rygorystyczny audyt procesów ESA musieliśmy przygotować oraz wdrożyć szereg procedur definiujących poszczególne obszary działania firmy. Poczynając od przyjęcia materiałów i magazynowania ich w szczególnych, sterylnych warunkach, poprzez przygotowanie do produkcji i szczegółowo zdefiniowane procesy produkcyjne aż po testy.

Nie tylko żagle

Zdaniem Prezesa Creotech Instruments program Breakthrough Starshot firmowany przez Stephena Hawkinga i Jurija Milnera jest dużą szansą dla całego przemysłu związanego z technologiami kosmicznymi.

Dr Brona zwraca jednak uwagę, że żagiel kosmiczny wspomagany przez wiązkę lasera, to nie jedyny pomysł współczesnej nauki na podróże międzygwiezdne. Zbudowanie większych i bardziej wytrzymałych sond możliwe byłoby przy zastosowaniu innego napędu niż żagiel słoneczny, nie mogą to być jednak silniki wykorzystujące duże ilości paliwa.

Czytaj też: Nowa wizja podróży do sąsiedniego systemu gwiezdnego