Obwohl die Sterne sehr weit von uns entfernt sind, ist die Idee, zu ihnen zu fliegen, eine der faszinierendsten in der Geschichte der Menschheit. Bisher bleibt es nur eine Idee, aber das Interesse daran sinkt nicht, und jedes Jahr erscheinen neue ehrgeizige Projekte für den Bau von Raumschiffen. Darüber hinaus könnten einige von ihnen in naher Zukunft implementiert werden.
GENERATIONSSCHIFFE
In der Mitte des 20. Jahrhunderts beschäftigten sich Science-Fiction-Autoren auf den Seiten ihrer Romane mit großer Begeisterung mit der aktiven Erforschung der Galaxis: Die sogenannte "Weltraumoper" kam in Mode, bei der wissenschaftliche und technische Zuverlässigkeit keine Rolle spielten, wodurch die Vorstellungskraft vollständig offenbart werden konnte. Es gab jedoch schon damals Schriftsteller, die dachten, das Fliegen zu den Sternen sei ein ziemlich mühsames, gefährliches, aber vor allem sehr langes Geschäft, und der Flug selbst könne Hunderte von Jahren dauern. Infolgedessen entstand das Konzept eines "Schiffs der Generationen" - einer Raumschiffstadt, in der nicht nur erwachsene Astronauten, sondern auch deren Kinder und Enkelkinder, die eine langfristige Mission erfüllen müssen, zur Besatzung gehören. Unser Landsmann, der sowjetische Schriftsteller Vivian Itin, war übrigens der erste, der in seiner 1922 veröffentlichten Geschichte "Das Land der Gonguri" das Konzept eines "Schiffs der Generationen" zum Ausdruck brachte.
In den frühen 1960er Jahren herrschte in der wissenschaftlichen Gemeinschaft aufgrund der spektakulären Errungenschaften der bemannten Astronautik eine gewisse Euphorie. Verschiedene Projekte von Raumschiffen wurden in Massenzeitschriften, in seriösen Monographien und auf internationalen Konferenzen diskutiert. Am beliebtesten war zu dieser Zeit die Idee von Photonenraketen (Quantenraketen), die theoretisch subluminale Geschwindigkeiten entwickeln und aufgrund relativistischer Effekte die Sterne in relativ kurzer Zeit für die Besatzung erreichen könnten. Das Problem war, dass die Schubquelle für die photonischen Raketen die Vernichtung der Materie mit Antimaterie war und letztere Zehntausende Tonnen erforderte. Zahlreiche Erfinder und Science-Fiction-Autoren vertrauten auf das bevorstehende Erscheinen der Antimateriesynthesetechnologie, aber es gibt immer noch keine signifikanten Durchbrüche in dieser Angelegenheit.und die Menge an erhaltener Antimaterie wird nicht in Gramm gemessen, sondern in einzelnen Atomen.
Später tauchten andere originelle Ideen auf: Beispielsweise wurde im Rahmen der Orion- und Daedalus-Projekte vorgeschlagen, Raumschiffe zu bauen, die durch eine Reihe von Atomexplosionen beschleunigt würden. Sowohl ein Sonnensegel als auch Bassards Staustrahltriebwerk wurden als Mittel zur Erzielung relativistischer Geschwindigkeiten angesehen. Leider sind alle diese Optionen sehr teuer und können keine schnelle Lösung für das Hauptproblem bieten - den Flug zum nächsten Stern und zurück während der Lebensdauer einer Generation. In den frühen 1980er Jahren rückte daher die Diskussion über bemannte Optionen und Projekte von Lichtforschungssonden, die leichter zu beschleunigen sind und kein sperriges Stromversorgungssystem benötigen, in den Vordergrund.
STAR SHOT
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1985 schlug der amerikanische Physiker Robert Forward ein Konzept für die Starwisp-Sonde vor, mit dem das dünnste Maschensegel mit einem Gewicht von nur 20 Gramm hergestellt werden kann, das von einem 10-Gigawatt-Schmalstrahl-Mikrowellenstrahl eines erdnahen Satelliten beschleunigt wird. Bei 115 g erreicht das Netzsegel eine Woche lang 20% der Lichtgeschwindigkeit. An den Gitterknoten sollte Forward Mikroschaltungen mit elementarer Logik und Lichtempfindlichkeit platzieren. Wenn die Sonde im System des nächstgelegenen Sterns Alpha Centauri ankommt, schaltet sich der Sender in der erdnahen Umlaufbahn wieder ein und "überflutet" die fremde Welt mit einem Strom von Mikrowellenenergie. Unter Verwendung der Drahtgitterzellen als Empfangsantennen sammeln die Chips der Sonde diese Energie und die Sonde führt die erforderlichen Untersuchungen durch. Dann verwandeln sich die Zellen von Empfangszellen in Sendeantennen, und die empfangenen Informationen gehen zur Erde.
Die damalige Idee von Robert Forward stieß auf wenig Interesse und wurde lange vergessen. Der berühmte Astrophysiker Stephen Hawking und der russische Millionär Yuri Milner versuchen heute, es auf einem neuen technischen Niveau wiederzubeleben. Am 12. April, am Tag des 55. Jahrestages des ersten bemannten Raumfluges von Yuri Gagarin, präsentierten sie das Starshot-Projekt. Nach dem von ihnen vorgeschlagenen Konzept wird ein Schwarm mikroskopisch kleiner Fahrzeuge (StarChips) mit einem Gewicht von mehreren Gramm, von denen jedes mit dem leichtesten reflektierenden Segel ausgestattet sein wird, einen Flug nach Alpha Centauri antreten. Der Schwarm wird von einem riesigen Bodenlaser mit einer Leistung von 100 Gigawatt verteilt, der in einer Hochgebirgsregion gebaut wurde, um die mögliche Erwärmung der Atmosphäre zu verringern. Wie im Vorwärtsprojekt soll der Schwarm auf 20% der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. Mikrosonden fliegen durch das Alpha Centauri-System und fotografieren die dort befindlichen Planeten detailliert und übertragen Daten zur Erde. Die Sponsoren von "Star Shot", zusammen mit dem Schöpfer des sozialen Netzwerks Facebook Mark Zuckerberg, stellen 100 Millionen US-Dollar zur Verfügung, um die technischen Aspekte der Mission zu erarbeiten.
ROY-PROBLEME
Man sollte nicht denken, dass die Autoren von Star Shot die Komplexität der formulierten Aufgaben nicht verstehen. Für den normalen Betrieb muss das StarChip-Mikroskopgerät beispielsweise in der Lage sein, im Raum zu navigieren, Bilder von ausgewählten Objekten aufzunehmen, vor Zerstörung durch kosmische Partikel geschützt zu sein und über eine eigene Energiequelle zu verfügen. Eine solche Technik existiert noch nicht oder vielmehr, aber sie hat eine feste Größe und Masse, gemessen in Kilogramm, nicht in Gramm. Dennoch werden derzeit separate Lösungen zur Reduzierung der Sondenmasse vorgeschlagen: Für das Orientierungssystem werden die Autoren des Projekts Photonenmotoren mit geringem Schub verwenden; als Energiequelle - Radioisotopenzerfall oder Erwärmung der Oberfläche von Sonden bei Kollision mit interstellarem Staub; als Fernsehkameras - spezielle Halbleiterbauelemente, die keine Spiegel benötigen;Linsen und andere bewegliche Teile.
Das Lasersystem, das den StarChip-Schwarm auf dem Weg zu den Sternen beschleunigt, wirft ebenfalls große Fragen auf. Der Preis für Laserverstärker sinkt, wenn sie verbessert und die Massenproduktion erweitert werden. Auf jeden Fall wird der Bau der Anlage nicht Millionen, sondern mehrere zehn Milliarden Dollar erfordern. Darüber hinaus sind 100 Gigawatt Energie viermal mehr als alle unsere heutigen Kernkraftwerke in Russland. Obwohl die Öffentlichkeit die Präsentation von Hawking und Milner mit großem Interesse akzeptierte (natürlich sprechen wir über Millionen von Dollar!), Waren Wissenschaftler skeptisch gegenüber der Idee. Insbesondere der russische Physiker Boris Evgenievich Stern unterzog das Projekt einer abwertenden Kritik. In seinem Artikel "Zwei in der Physik" weist er darauf hin, dass unter dem Einfluss eines Laserstrahls mit einer so hohen Leistung die Segeltemperatur auf 30.000 K ansteigen wird.was zu seiner sofortigen Verdunstung führen wird. Stern schreibt außerdem, dass es aufgrund der durch die Atmosphäre verursachten Verzerrung nicht möglich sein wird, den Strahl auf eine mehrere Meter große reflektierende Oberfläche zu fokussieren, wenn die Laserinstallation auf der Erde platziert wird, selbst in einer hochgebirgigen Region. Aus irgendeinem Grund haben die Autoren des Projekts vergessen, dass der Sondenschwarm neben einem außerirdischen Stern vorbeizieht, sodass die schwachen Datenströme, die vom mikroskopisch kleinen StarChip übertragen werden, durch sein „Rauschen“„verstopft“werden. Wenn sich herausstellt, dass ein Empfänger gebaut werden kann, der ein so kleines Signal vor dem Hintergrund von "Rauschen" trennen kann, macht es keinen Sinn, Sonden zu starten: Er selbst kann als hervorragendes Werkzeug zur Untersuchung der nächstgelegenen Planetensysteme dienen. Das Fokussieren des Strahls auf eine mehrere Meter große reflektierende Oberfläche funktioniert aufgrund der durch die Atmosphäre verursachten Verzerrung nicht. Aus irgendeinem Grund haben die Autoren des Projekts vergessen, dass der Sondenschwarm neben einem außerirdischen Stern vorbeizieht, sodass die schwachen Datenströme, die vom mikroskopisch kleinen StarChip übertragen werden, durch sein „Rauschen“„verstopft“werden. Wenn sich herausstellt, dass ein Empfänger gebaut werden kann, der ein so kleines Signal vor dem Hintergrund von "Rauschen" trennen kann, macht es keinen Sinn, Sonden zu starten: Er selbst kann als hervorragendes Werkzeug zur Untersuchung der nächstgelegenen Planetensysteme dienen. Das Fokussieren des Strahls auf eine mehrere Meter große reflektierende Oberfläche funktioniert aufgrund der durch die Atmosphäre verursachten Verzerrung nicht. Aus irgendeinem Grund haben die Autoren des Projekts vergessen, dass der Sondenschwarm neben einem außerirdischen Stern vorbeizieht, sodass die schwachen Datenströme, die vom mikroskopisch kleinen StarChip übertragen werden, durch sein „Rauschen“„verstopft“werden. Wenn sich herausstellt, dass ein Empfänger gebaut werden kann, der ein so kleines Signal vor dem Hintergrund von "Rauschen" trennen kann, macht es keinen Sinn, Sonden zu starten: Er selbst kann als hervorragendes Werkzeug zur Untersuchung der nächstgelegenen Planetensysteme dienen. Wenn sich herausstellt, dass ein Empfänger gebaut werden kann, der ein so kleines Signal vor dem Hintergrund von "Rauschen" trennen kann, macht es keinen Sinn, Sonden zu starten: Er selbst kann als hervorragendes Werkzeug zur Untersuchung der nächstgelegenen Planetensysteme dienen. Wenn sich herausstellt, dass ein Empfänger gebaut werden kann, der ein so kleines Signal vor dem Hintergrund von "Rauschen" trennen kann, macht es keinen Sinn, Sonden zu starten: Er selbst kann als hervorragendes Werkzeug zur Untersuchung der nächstgelegenen Planetensysteme dienen.
Vielleicht haben die Skeptiker Recht, und das Star Shot-Projekt ist nur eine PR-Kampagne, die das Interesse an dem Thema wecken soll. Eine andere Option ist jedoch sehr wahrscheinlich: Im Zuge der Lösung komplexer technischer Probleme im Zusammenhang mit dem Projekt werden Wissenschaftler einen Weg finden, eine echte interstellare Sonde zu schaffen, die während unseres Lebens eine lange Reise unternehmen wird.
Anton Pervushin
