Pe 14 iulie 2015, Noi orizonturi misiune a făcut istorie atunci când a devenit prima navă spațială robotică care a condus un flyby al lui Pluto. Pe 31 decembrie 2018, a făcut din nou istorie, fiind prima navă spațială care a dat întâlnire cu un obiect de centură Kuiper (KBO) - Ultima Thule (MU69 2014). In plus Voyager 2 sonda s-a alăturat recent sondei sale surori (Voyager 1) în spațiul interstelar.
Având în vedere aceste realizări, este de înțeles că sunt luate în considerare din nou propunerile de misiuni interstelare. Dar ce ar presupune o astfel de misiune și chiar merită? Kelvin F. Long, co-fondatorul Inițiativei pentru Studii Interstellare (i4iS) și un susținător major al zborului interstelar, a publicat recent o lucrare care susține ideea de a trimite misiuni robotice către sistemele stelare din apropiere pentru a conduce recunoașterea in situ.
Lucrarea, intitulată „Sonde interstelare: beneficiile astronomiei și astrofizicii”, a apărut recent online. Lucrarea rezumă materialele pe care Long le va prezenta la cel de-al 47-lea simpozion IAA privind misiunile astronomice spațiale viitoare și misiunile științifice ale sistemului solar - care face parte din al 70-lea congres internațional astronautic - din 10 octombrie 2019; în special, sesiunea care se referă la strategii și planuri ale agenției spațiale.
Pentru început, Long prezintă modul în care astronomia / astrofizica (în special acolo unde au fost implicate telescoapele spațiale) și explorarea spațială folosind sonde robotice au avut un impact profund asupra speciilor noastre. După cum a explicat pentru Space Magazine prin e-mail:
„Efortul astronomic ne-a deschis orizonturile de cunoaștere cu privire la originea și evoluția Sistemului Solar, a galaxiei și a Universului mai larg. Este o activitate pe care oamenii au desfășurat-o timp de zeci de mii de ani, în timp ce priveam stelele și ne-au încurajat curiozitatea. Nu am putut atinge niciodată stelele, dar am putea să le privim și instrumentarea ne-a oferit potențialul de a le privi și mai de aproape. Apoi, descoperirea spectrului electromagnetic ne-a ajutat să înțelegem Universul într-un mod pe care nu l-am mai făcut niciodată. ”
În prezent, eforturile umanității de a studia planetele și corpurile cerești au fost direct limitate la Sistemul Solar. Cele mai îndepărtate misiuni robotice au călătorit ( Voyager 1 și 2 sondele spațiale) au fost la marginea exterioară a heliopauzei, granița dintre sistemul nostru solar și mediul interstelar.
Toate aceste misiuni ne-au învățat foarte multe despre formarea planetară, istoria și evoluția sistemului nostru solar și despre planeta Pământ. Și în ultimele decenii, dislocarea de misiuni de genul Hubble, Spitzer, Chandra, Kepler, si Tranzitarea satelitului de sondaj Exoplanet (TES) au dezvăluit mii de planete dincolo de sistemul nostru solar.
Desigur, acest lucru a dus la un interes reînnoit pentru misiunile de montare care ar putea explora direct planetele extrasolare. În același mod că misiunile le plac MESAGER, Juno, zori de zi, și Noi orizonturi au explorat Mercur, Jupiter, Ceres și Vesta și, respectiv, Pluto, aceste misiuni ar fi responsabile pentru reducerea diviziunii interstelare și retragerea de imagini și date ale planetelor îndepărtate.
„[S] o întrebarea este să ne mulțumim să le privim doar de departe sau am dori să mergem acolo?” spuse Long. „Sondele spațiale oferă un avantaj clar față de teledetecția pe distanțe lungi, ceea ce este potențialul pentru investigații științifice directe in situ de pe orbită sau chiar la suprafață. Într-un univers în care Pământul și chiar sistemul nostru solar este redus la un simplu punct albastru pal printre gol, am fi nebuni să nu încercăm într-o bună zi. ”
Dar, desigur, perspectiva explorării altor sisteme solare prezintă unele dificultăți majore, nu cel mai mic dintre acestea fiind costul. În concluzie, programul Apollo a costat aproximativ 25,4 miliarde USD, ceea ce se ridică la 143,7 miliarde dolari atunci când este ajustat pentru inflație. Prin urmare, trimiterea unei nave către o altă stea este ca și cum ai alerga în trilioane.
Dar după cum a explicat Long, toate aceste provocări pot fi rezumate în două categorii. Prima abordează faptul că ne lipsește maturitatea tehnologică necesară:
„La fel ca toate navele spațiale, o sondă spațială interstelară ar avea nevoie de putere, propulsie și alte sisteme pentru a-și atinge misiunea și a-și atinge cu succes ținta și pentru a-și dobândi datele. Construirea de nave spațiale care pot merge destul de repede pentru a realiza călătoria către cele mai apropiate stele într-un timp rezonabil de viață a omului și alimentarea de asemenea a acestor sisteme de propulsie, nu este ușoară și depășește performanțele oricărei tehnologii pe care le-am lansat până acum în spațiu prin mai multe comenzi. de mărime. Cu toate acestea, principiile de bază pe care funcționează aceste mașini, din punct de vedere fizic și ingineresc, sunt bine înțelese. Este nevoie doar de un program concentrat de efort pentru a face acest lucru posibil. "
Așa cum ne-am adresat într-o postare anterioară, ar fi nevoie de un timp incredibil de lung pentru a se aventura chiar și la cea mai apropiată stea. Folosind tehnologia existentă, ar fi nevoie de o navă spațială oriunde între 19.000 și 81.000 de ani să ajungă la Alpha Centauri. Chiar și folosind propulsia nucleară (o tehnologie fezabilă, dar încă testată), ar mai fi nevoie de 1000 de ani pentru a ajunge acolo.
A doua problemă majoră, potrivit lui Long, este lipsa de voință politică. În prezent, planeta Pământ se confruntă cu multiple probleme, dintre care cele mai mari sunt suprapopularea, sărăcia și schimbările climatice. Aceste probleme, combinate, înseamnă, în esență, că umanitatea va trebui să răspundă nevoilor mai multor miliarde de oameni, în același timp, care se ocupă cu diminuarea resurselor.
„Având în vedere problemele concurente pe Pământ, se consideră că astăzi nu există nicio justificare pentru aprobarea cheltuielilor acestor misiuni”, a spus Long. „Evident, descoperirea unui exoplanet cu biologie potențial interesantă poate schimba acest lucru. Există potențialul pentru sectorul privat să încerce astfel de misiuni, dar acestea sunt probabil în viitor, deoarece majoritatea eforturilor private sunt concentrate pe Lună și Marte. "
O singură excepție de la acest lucru, explică Long, este Breakthrough Initiatives Proiectul Starshot, care își propune să trimită o sondă de scară gramă la Proxima Centauri în doar 20 de ani. Acest lucru ar fi posibil prin utilizarea unei vele ușoare, care ar fi accelerată de lasere până la viteze relativiste de până la 60.000 km / s (37.282 mps) sau 20% viteza luminii.
Un concept similar de misiune este cunoscut sub numele de Proiectul libelula, concept dezvoltat de o echipă internațională de oameni de știință de Tobias Häfner. Destul de interesant, această propunere a luat naștere din același studiu conceptual conceptual care a inspirat Starshot- care a fost găzduit de Inițiativa pentru Studii Interstellare (i4iS) în 2013.
Ca Starshot, libelulă concept apel pentru o navigatie usoara cu motor laser care ar remorca o nava spatiala pana la viteze relativiste. In orice caz, libelulă nava spațială ar fi semnificativ mai grea decât o sondă la scară gram, ceea ce ar permite includerea mai multor instrumente științifice. Nava spațială ar fi încetinită și de o navigatie magnetică la sosire.
În timp ce misiuni de genul acesta ar putea să coste în vecinătate de 100 de miliarde de dolari pentru a se dezvolta, Long consideră cu siguranță că acest lucru este pe planul accesibilității, dat fiind posibilele rambursări. Vorbind despre rambursări, o misiune interstelară ar avea o mulțime, toate ar fi iluminatoare și interesante. După cum spunea Long:
„Oportunitatea de a efectua observații apropiate despre alte sisteme stelare ne-ar oferi o înțelegere mult mai bună despre modul în care s-a format propriul nostru sistem solar și, de asemenea, natura stelelor, galaxiilor și fenomenelor exotice precum găurile negre, materia întunecată și energia întunecată. De asemenea, ne-ar putea oferi predicții mai bune despre potențialul sistemelor în evoluție a vieții. "
Există, de asemenea, posibilitatea ca sondele spațiale care efectuează călătorii interstelare la viteze relativiste să descopere fizica nouă. În prezent, oamenii de știință înțeleg Universul în termeni de mecanică cuantică (comportamentul materiei la nivel subatomic) și Relativitate generală (materie la cea mai mare dintre scări - sisteme de stele, galaxii, supercluzori etc.).
Până în prezent, toate încercările de a găsi o Mare Teorie Unificată (GUT) - de asemenea. o Teorie a Totului (TOE) - care ar fuziona aceste două școli de gândire au eșuat. Long afirmă că misiunile științifice către alte sisteme stelare ar putea oferi foarte bine o nouă sinteză, ceea ce ne-ar ajuta să învățăm mult mai multe despre modul în care Universul funcționează în ansamblu.
Dar, desigur, nici o vorbă despre rambursări nu ar fi completă fără a o menționa pe cea mai mare dintre toate: găsirea vieții! Chiar dacă ar fi fost doar o colonie de microbi, implicațiile științifice ar fi imense. În ceea ce privește implicațiile găsirii unei specii inteligente, implicațiile ar fi incomensurabile. De asemenea, s-ar rezolva întrebarea atemporală dacă este sau nu umanitatea singură în Univers.
„Găsirea vieții inteligente ar fi un schimbător de jocuri, deoarece, dacă am lua contact cu o astfel de specie și ne-am împărtăși cunoștințele între noi, acest lucru va avea un efect profund asupra științelor noastre, dar și asupra filozofiilor noastre personale”, a spus Long. „Acest lucru este important atunci când luăm în considerare vechea întrebare a originilor umane.”
Dar, desigur, trebuie să se întâmple multe înainte ca aceste misiuni să poată fi luate în considerare. Pentru început, cerințele tehnologice, chiar și pentru un concept fezabil ca tehnic Starshot, trebuie să fie abordate cu mult timp în avans. La fel ca și toate riscurile potențiale asociate zborului interstelar la viteze relativiste.
Dar mai presus de toate, va trebui să știm din timp unde să trimitem aceste misiuni pentru a maximiza randamentul științific al investiției noastre. Aici joacă un rol important astronomia tradițională și astrofizica. După cum a explicat Long:
Înainte de lansarea misiunilor la alte sisteme de stele, va fi necesară caracterizarea mai întâi a valorii științifice a vizitării acestor sisteme înainte de mână, ceea ce va necesita platformele de observare astronomică de lungă durată. Apoi, după lansarea sondelor, ele vor ajuta, de asemenea, să ne calibrăm măsurătorile scării distanței cosmice, ceea ce va ajuta la îmbunătățirea instrumentelor noastre astronomice. Prin urmare, este clar că orice specie care aspiră să fie iluminată în legătură cu Universul și locul său în el, ar trebui să cuprindă ambele forme de anchetă, deoarece se îmbunătățesc reciproc.
Poate trece multe decenii până când umanitatea este pregătită să angajeze timpul, energia și resursele pentru o misiune interstelară. Sau pot fi pur și simplu câteva luni înainte ca propunerile existente să rezolve toate problemele tehnice și logistice. Oricum ar fi, când o misiune interstelară este montată, va fi un eveniment momentan și extrem de istoric.
Iar când va începe să trimită date înapoi de la cele mai apropiate sisteme stelare, va fi un eveniment fără egal în istorie. Pe lângă progresele necesare în tehnologie, tot ceea ce este necesar este voința de a face investițiile cruciale.
