Prielom Členovia spoločnosti Starshot zostavili zoznam výziev, ktorým budú musieť čeliť, aby vytvorili slnečnú plachtu správnej veľkosti, ktorá by mala letieť do Alpha Centauri za 20 rokov. Ich zistenia boli uverejnené v časopise Nature Materials.
„Prvé výsledky našej analýzy boli nečakane optimistické - materiály, ktoré už dnes existujú, v spojení s novými metódami výroby a merania ich vlastností, nám v zásade umožňujú vytvoriť prototypovú plachtu vhodnú na urýchlenie medzihviezdnej lode,“napísal Harry Atwater a kolegovia. z Kalifornského technologického inštitútu v Pasadene (USA).
V apríli 2016 hovoril neskoro britský kozmológ Stephen Hawking a ruský miliardár Jurij Milner o svojej budúcej „vesmírnej“iniciatíve v rámci série Prielomové iniciatívy - Prielomová hviezda. V rámci tohto rámca podnikateľ vyčlenil 100 miliónov dolárov na vytvorenie kozmickej lode na základe myšlienky, ktorú predstavili kalifornskí fyzici pod vedením Philipa Lubina pred dvoma rokmi.
Jeho podstatou je poslať nie klasické kozmické lode na vzdialené planéty, ale extrémne ľahké a ploché štruktúry vyrobené z reflexného materiálu, ktorý sa pomocou výkonného orbitálneho lasera urýchli na rýchlosť blízku svetlu.
Takáto medzihviezdna „plachetnica“bude podľa výpočtov amerických fyzikov schopná dosiahnuť Alfa Centauri za 20 rokov a medzi Marsom a Zemou bude lietať iba za tri dni bez užitočného zaťaženia a za mesiac s nákladom 10 ton.
Hlavným problémom v oboch prípadoch bude spomalenie sondy - zatiaľ čo tím, ktorý s ňou prišiel, nemá predstavu o tom, ako zaistiť bezpečné zastavenie laserovej plachetnice. Podobné problémy vzniknú, ako iní fyzici neskôr navrhli, počas zrýchlenia - plachta bude spálená buď laserom, alebo sa zrúti, keď sa zrazí s prachovými časticami.
Atwater a jeho kolegovia z ústavu, ktorí sa priamo podieľali na prelomovom Starshot, prvýkrát podrobne študovali, ako by sa takáto plachta chovala pri interakcii s laserom a medzihviezdnym médiom, a sformulovala súbor minimálnych požiadaviek na jej výrobu.
Ako vedci zistili, napriek takmer „nemožnému“súboru charakteristík - plocha 10 metrov štvorcových, hmotnosť v gramoch a odrazivosť 99,99999999% - hlavným problémom pri výrobe plachiet nebude výber materiálu, ale množstvo ďalších vecí. Ukázalo sa, že na Zemi už existuje množstvo materiálov vrátane filmov vyrobených z disulfidu molybdénového, amorfného kremíka a niekoľkých ďalších polovodičov, ktoré majú podobné vlastnosti.
Propagačné video:
Ak je tento film dostatočne tenký, zrážky s atómami hélia a vodíka prítomné v medzihviezdnom médiu nebudú mať paradoxne takmer žiadny vplyv na životnosť plachty. Väčšina atómov prejde bez poškodenia a kolízie s prachovými časticami, ako ukazujú výpočty fyzikov, nepoškodia viac ako 10% celkovej plochy plachiet.
Problémom je zase to, že dnes neexistujú technológie, ktoré by umožnili pestovanie veľmi homogénnych a tenkých vrstiev týchto látok požadovanej veľkosti. Vedci budú musieť nájsť spôsob, ako prilepiť relatívne malé fragmenty týchto filmov s priemerom 10 až 20 centimetrov, a táto operácia sa musí vykonávať s takmer atómovou presnosťou.
Na druhej strane, Atwater a jeho kolegovia sú presvedčení, že také techniky na „lepenie“kusov plachty sa dajú rýchlo vyvinúť, pričom sa spoliehajú na technológie, ktoré sa dnes používajú v IT priemysle na spájkovanie jednotlivých prvkov mikroobvodov. Ich vytvorenie umožní prielomu Starshot vyriešiť jeden z hlavných problémov a začať vytvárať laserový systém schopný urýchliť túto plachtu na požadovanú rýchlosť.