V apríli tohto roku skupina podnikateľov a vedcov, vrátane Stephena Hawkinga, oznámila ambiciózny projekt skúmania medzihviezdneho priestoru pomocou kompaktného nanosatelitu veľkosti poštovej známky poháňaného laserovým pohonom. Cieľ: dostať sa k najbližšiemu susedovi slnečnej sústavy - Alpha Centauri.
Ak sa táto malá kozmická loď podarí urýchliť na takmer plánovanú 1/5 rýchlosti svetla, potom bude loď schopná dosiahnuť svoj cieľ za pouhých 20 rokov. Môže však elektronika tak malého a krehkého zariadenia fungovať 20 rokov v drsnom priestore?
Najväčším problémom, ktorému bude musieť Hawkingov projekt Breakthrough Starshot čeliť, je podľa vedcov z NASA a Kórejského inštitútu pre vedu a techniku vesmírne žiarenie.
Rovnako ako v prípade astronautov, aj tu bude musieť kozmická loď každú sekundu zažiť kolosálny náraz vysoko nabitých častíc, ktorý môže spôsobiť vážne poškodenie vrstvy oxidu kremičitého, ktorá kozmickú loď zakryje. V tejto situácii zlyhajú všetky interné komponenty zariadenia dlho pred koncom 20-ročnej vesmírnej cesty.
Ako riešite tento problém? Jednou z možností podľa vedcov z NASA môže byť položenie trasy okolo najnebezpečnejších oblastí, kde je koncentrácia radiácie pozadia oveľa vyššia ako obvykle. V takom prípade sa však môže trvanie misie mnohonásobne predĺžiť. Navyše aj minimálne vystavenie žiareniu vedie časom k vážnemu poškodeniu kozmickej lode.
Ďalšou, praktickejšou možnosťou, môže byť tienenie sondy a jej elektroniky v nádeji, že sa znížia účinky škodlivého kozmického žiarenia. Opäť však platí, že pridaním dodatočnej hmotnosti kozmickej lodi sa spomalí rýchlosť misie, pretože väčšia kozmická loď nebude schopná zrýchliť na požadovanú rýchlosť.
Existuje však tretí spôsob, ktorý by mohol fungovať, ak dokážeme vybudovať nanoship schopný samoliečby z účinkov kozmického žiarenia na jeho ceste k Alfa Centauri.
„V skutočnosti technológia samoliečiacich sa čipov existuje už roky,“tvrdí výskumník NASA Jin-Woo Han.
Propagačné video:
Túto otázku je možné vyriešiť experimentálnymi tranzistormi GAA FET (gate-all-around) vyvinutými medzinárodným tímom vedcov. Ich zvláštnosť spočíva v tom, že čipy založené na týchto tranzistoroch sa môžu zotaviť pod vplyvom tepla. Teplo zasa môže byť generované pomocou elektrického prúdu. Hlavná myšlienka je, že takýto čip vo vnútri kozmickej lode sa vypne počas dlhej vesmírnej cesty každých pár rokov. V okamihoch takýchto „reštartov“ho účinok tepla obnoví pred účinkami žiarenia. Po zotavení sa čip znova aktivuje a bude naďalej vykonávať svoju prácu.
V laboratórnych testoch týchto tranzistorov sa vedci ubezpečili, že flash pamäť, ktorá je na nich založená, sa pri zahrievaní dá obnoviť až 10 000-krát a pamäť DRAM až 1012-krát. Samozrejme, z hľadiska perspektív súčasného použitia v kozmických lodiach sú tieto tranzistory stále hypotetickým riešením. Ako bolo uvedené vyššie, tranzistory sú experimentálne. Je potrebný nový a vonkajší pohľad na ich účinnosť. Tím, ktorý ich vytvoril, však verí, že ich použitie vo vesmírnych misiách ako Breakthrough Starshot je skutočne možné.
Riešenie problému, ako funguje elektronika v náročných prostrediach, je samozrejme len časťou rozsiahlejšej hádanky. Ak sa malá kozmická loď stretne s Alpha Centauri, bude musieť bojovať nielen s radiáciou. Zrážky s kozmickým plynom a prachom budú na tejto ceste rovnako nebezpečné.
Začiatkom tohto roka začal výskumný tím spoločnosti Breakthrough Starshot sériu experimentov založených na riziku a zistil, že zrážka tak malej lode s rovnomernými časticami kozmického prachu by bola katastrofická. To znamená, že je potrebné sa opäť vrátiť k otázke ochranného tienenia prístroja.
Predtým, ako sa projekt stane realitou, bude potrebné obrovské množstvo práce. A nielen inžinierske, ale aj vedecké. V konečnom dôsledku však nemusí byť všetko úsilie zbytočné. Samotná myšlienka, vlastne ani nie myšlienka, ale veľmi skutočná túžba - dosiahnuť za 20 rokov hviezdu mimo slnečnej sústavy - by mala nielen ohromiť, ale aj neskutočne motivovať. Našťastie má moderná veda dostatok prvého aj druhého.
NIKOLAY KHIZHNYAK