К Проксима Центавра за 20 лет. Ученые разработали концепт парусов для межзвездного корабля
Американські вчені запропонували спосіб створення космічного корабля зі світловим вітрилом, який зможе рухатися майже зі швидкістю світла.
Досягти чужу зірку за одне людське життя можна, якщо побудувати корабель зі світловим вітрилом, завдяки якому фотони рухатимуть корабель, наближаючи його до швидкості світла. Для цього потрібно створити світлове вітрило, яке вловлювало б інерцію випромінювання, але водночас потрібно зробити так, щоб потік фотонів не пошкодив матеріал, з якого зроблено вітрило. Вчені із двох американських університетів запропонували свої способи створення такого міжзоряного корабля, повідомляє ScienceAlert.
Дослідники з Університету штату Пенсільванія та Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі запропонували свої варіанти, як зробити світлове вітрило для міжзоряного корабля, який був би міцним, і міг би забезпечити необхідну швидкість руху в міжзоряному просторі.
"Над ідеями щодо створення світлового міжзоряного вітрила працюють вчені вже давно, але ми знайшли спосіб, як зробити ці конструкції досить міцними, щоб вони витримали довгу подорож до зірок", — каже Ігор Баргатиін з університету штату Пенсільванія.
Як світло діє на таке вітрило?
На Землі частинки повітря, потрапляючи на вітрило яхти, змушують її рухатися. Так само і в космосі фотони або частинки світла, повинні потрапляти на таке ж вітрило, але зроблене з іншого матеріалу, і змусити космічний корабель летіти вперед. Але їхня рушійна сила дуже маленька.
Щоб посилити тиск світла на міжзоряне вітрило, щоб корабель рухався швидше, можна створити вітрило величезних розмірів, щоб вловлювати більшу кількість світла. Також можна зробити світло, що падає на вітрило, інтенсивнішим, наприклад, направивши на нього безліч лазерів.
Є кілька проблем
Проте тут є кілька "але". Вітрило величезних розмірів матиме велику масу. Якщо зменшити масу вітрила, то збільшиться швидкість руху корабля, але вітрило в такому разі може стати менш міцним і постраждати від потоку фотонів. А якщо збільшити інтенсивність світла, то вітрило може перегрітися і постраждати.
Тому перед вченими стояло завдання знайти спосіб зробити вітрило легким, міцним та здатним витримувати високі температури.
Два способи розв'язання проблеми
- По-перше, можна створити міжзоряне вітрило, яке складатиметься з двох шарів, створених за допомогою таких сполук як дисульфід молібдену та нітрид кремнію. Так вітрило має виглядати як аркуш паперу, воно буде досить міцним і легким, і зможе витримати високу температуру.
- Другий спосіб передбачає змінити конструкцію вітрила, щоб розв'язати поставлені питання. Це вітрило має виглядати як парашут, та його сферична форма також забезпечить необхідну міцність та надасть потрібну швидкість кораблю.
Чи може людина полетіти на космічному кораблі за допомогою такого вітрила?
Обидва варіанти припускають, що вітрило зможе допомогти невеликому космічному кораблю, без екіпажу, розвинути швидкість, що становить приблизно 20% швидкості світла. Так корабель подолає трохи більш як 4 світлових років до Проксими Центавра, найближчої до нас зірки, всього за пару десятків років.
"Наші розробки не припускають, що це вітрило зможе допомогти рухатися пілотованому космічному кораблю. Це буде лише невеликий космічний апарат, який дозволить досліджувати цю зіркову систему поблизу вже в недалекому майбутньому. Щодо польотів людини, то це поки що наукова фантастика", — каже. Баргатин.
Нагадуємо, що космічний апарат LightSail 2 із сонячним вітрилом успішно літає на орбіті Землі вже кілька років. Вчені сподіваються, що ця технологія дозволить використовувати сонячну енергію і для майбутніх пілотованих космічних польотів.
Фокус вже писав про те, що вчені запропонували відправляти космічні кораблі на Марс за допомогою лазера. Завдяки цьому подорож займатиме за часом лише 45 днів.