Рой минизондов может долететь до Проксима Центавра
Ранее в этом году НАСА выбрало довольно интересное предложение для первого этапа разработки в рамках своей программы NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC). Он известен как "Рой вокруг Проксимы Центавра" - совместный проект компании Space Initiatives Inc. и Инициативы по межзвездным исследованиям (i4is), возглавляемой главным научным сотрудником Космической инициативы Маршаллом Юбэнксом. Концепция была недавно выбрана для первого этапа разработки в рамках программы НАСА "Инновационные передовые концепции" (NIAC) этого года.
Подобно другим предложениям, связанным с космическими аппаратами размером в грамм и световыми парусами, концепция "роения" предполагает ускорение крошечных космических аппаратов с помощью лазерной решетки до скорости, превышающей скорость света на 20%. На прошлой неделе, в последний день симпозиума НАСА по инновационным передовым концепциям (NIAC) 2024 года, Юбэнкс и его коллеги представили анимацию, иллюстрирующую, как будет выглядеть эта миссия.
Видео и их презентация дают нам представление о том, что ученые ожидают найти в ближайшей к нашей звездной системе. В их число входит Проксима b, скалистая планета, которая вращается в пределах околосолнечной зоны обитания (CHZ) своей родительской звезды.
Как мы уже упоминали в предыдущих статьях, концепция скопления звезд у Проксимы Центавра значительно изменилась за последние несколько лет. Концепция появилась в 2017 году как предложение i4is под названием Project Lyra, целью которого было отправить крошечный космический аппарат, чтобы догнать межзвездный объект (ISO) Оумуамуа.
Однако с тех пор это стало результатом совместных усилий i4is и Space Initiatives Inc., базирующегося во Флориде производителя авиационных и аэрокосмических компонентов, занимающегося разработкой "фемтопространственного аппарата" на базе gram, то есть еще более компактного, чем нанопространственный аппарат.
Не так давно Юбэнкс и его коллеги опубликовали исследовательские работы, в которых затрагивались некоторые важные вопросы, касающиеся межзвездных исследований, в том числе связи и того, что мы могли бы узнать из облета Проксимы b.
Во время симпозиума NIAC 2024 года, который проходил с 10 по 12 сентября в Пасадене, Калифорния, Юбэнкс и его коллеги имели возможность представить свои последние результаты. Как видно из видео, рой, который они представляют, будет состоять из тысячи "пикокосмических кораблей" (от нано до фемто), которые они назвали "Кораклами" (маленькие, округлые, легкие лодки).
Зонды прочные, бронированные с одной стороны и покрытые оптическими кольцами (отражающим материалом) с другой. Их толщина составляет около двух сантиметров (0,8 дюйма), диаметр - четыре метра (около 13 футов), а вес - не более нескольких граммов каждый.
Согласно предложению NIAC, они будут ускорены с помощью лазерной установки мощностью около 100 гигаватт, которая будет доступна к середине века. Зонды также оснащены боковыми лазерами для облегчения связи между ними и диспетчерами миссии на Земле.
Как отметил Юбэнкс во время презентации, на самом деле в анимации присутствует тысяча зондов и художественно точное изображение системы Проксимы Центавра. Красный карлик виден на видном месте, когда зонды приближаются к Проксиме b, в то время как Альфа Центавра AB видна на дальнем плане. Как только зонды пролетают мимо планеты, мы также получаем точное изображение многих ученых, которых они ожидают обнаружить:
"Это изображение в режиме реального времени. Это более или менее соответствует тому, что вы ожидаете увидеть при красном смещении, затемнении, а затем повторном красном смещении. И мы попросили художников изобразить планету в виде "глазного яблока", где центральное теплое пятно окружено холодной зоной, потому что мы думаем, что эта планета, вероятно, замкнута во вращении".
Как далее объяснил Юбэнкс, их сотрудничество уже привело к созданию прототипов их космического корабля Coracle. Одна из них была недавно представлена на Всемирном конгрессе научной фантастики в Глазго, а другая в настоящее время находится в Пасадене.
Рассказывая о конструкции отдельного космического аппарата, Юбэнкс подчеркнул важность согласованности и того, как конфигурация swarm будет способствовать коммуникации и сплоченности:
"Оперативная согласованность необходима для успешного выполнения этой миссии. Под оперативной согласованностью мы подразумеваем, что весь набор зондов действует как единое целое. Теперь я замечаю, что это не означает фотонную фазовую согласованность — мы не сможем этого сделать. Но если у нас будут достаточно хорошие часы и мы сможем измерить дальность действия с помощью лазеров, мы сможем определить, где мы находимся, с точностью до нескольких сантиметров. Мы можем определить, что относительные часы находятся на более или менее одинаковом уровне. И тогда [они] могут действовать как единое целое.
"И решающая часть этого заключается в том, что мы можем делать это с помощью множества вещей, например, фотографировать планету и так далее. Но решающая часть этого - то, что мы называем стеной света. "Стена света" - это когда все зонды посылают на Землю один когерентный набор фотонов, чтобы их можно было принимать в совокупности. Мы думаем, что сможем вернуть скорость передачи данных в один килобит в секунду и, следовательно, сможем отправлять на Землю около четырех гигабайт в год. И этого достаточно, чтобы получить достоверные данные и по-настоящему понять систему".
Хотя концепция "Роящейся Проксимы Центавра" в этом году не получила финансирования на этапе II или III от NIAC, она остается проектом, заслуживающим изучения и дальнейшей разработки. Как и Breakthrough Starshot и другие проекты lightsail, он демонстрирует, как будут выглядеть межзвездные полеты в ближайшие десятилетия. В этом отношении подобные идеи также указывают на то, что мы находимся на том этапе нашей истории, когда исследование ближайших звездных систем больше не считается далекой идеей, требующей сначала серьезных технологических инноваций.
