In einer früheren Episode sagte ich, dass das Reisen innerhalb des Sonnensystems schon schwer genug ist, das Reisen zu einem anderen Sternensystem zu unseren Lebzeiten schlichtweg unmöglich ist. Viele von euch sagten, es sei die deprimierendste Episode, die ich je gemacht habe.
Die Entfernung zum Pluto beträgt im Durchschnitt etwa 40 astronomische Einheiten. Das ist die 40-fache Entfernung von der Sonne zur Erde. Und New Horizons, die schnellste Raumsonde im Sonnensystem, brauchte etwa 10 Jahre, um die Reise zu machen.
Die Entfernung zu Alpha Centauri beträgt etwa 277.000 astronomische Einheiten (oder 4,4 Lichtjahre). Das ist etwa 7.000 Mal weiter als Pluto. New Horizons könnte die Reise antreten, wenn Sie bereit wären, etwa 70.000 Jahre zu warten. Das ist ungefähr doppelt so lange, wie Sie bereit wären, auf Half Life 3 zu warten.
Aber mein Video hat offensichtlich ein mutiges Team von Raketenwissenschaftlern, Unternehmern und Physikern beeindruckt, die in ihrem persönlichen Wörterbuch keinen Platz für das Wort „unmöglich“ haben. Herausforderung angenommen, sagten sie sich.
Anfang April 2016, nur 8 Monate nachdem ich gesagt hatte, dass dies wahrscheinlich nie passieren würde, kündigten der Milliardär Yuri Milner und der berühmte Physiker Stephen Hawking eine Strategie an, um zu unseren Lebzeiten ein Raumschiff zu einem anderen Stern zu schicken. In deinem Gesicht Fraser, sagten sie … in deinem Gesicht.
Project Starshot, eine von der Breakthrough Foundation geförderte Initiative, soll die erste interstellare Reise der Menschheit sein. Bildnachweis: Durchbruchinitiatives.org
Das Projekt wird Breakthrough Starshot heißen und wird von Pete Worden geleitet, dem ehemaligen Direktor des AMES-Forschungszentrums der NASA – den Leuten, die an einem Warp-Antrieb arbeiten.
Das Team gab bekannt, dass es 100 Millionen US-Dollar ausgibt, um die Technologie zu untersuchen, die erforderlich ist, um eine Raumsonde nach Alpha Centauri zu schicken, die in nur 20 Jahren die Reise antreten wird. Auf diese Weise könnten sie die Art und Weise, wie Raumschiffe unser eigenes Sonnensystem umrunden, revolutionieren.
Also, was ist der Plan? Laut ihrer Ankündigung plant das Team, winzig kleine Lichtsegel-Raumschiffe zu bauen und sie mit Lasern auf 20 % der Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen. Ja, mit Lasern wird alles besser.
Wir haben in der Vergangenheit über Sonnensegel gesprochen, aber das Wesentliche ist, dass Lichtphotonen einen Impuls verleihen können, wenn sie von etwas abprallen. Es ist nicht sehr viel, aber wenn Sie eine enorme Menge an Photonen hinzufügen, können die Auswirkungen erheblich sein. Und weil diese Photonen Lichtgeschwindigkeit erreichen, ist die maximale Geschwindigkeit für das Raumfahrzeug theoretisch nur knapp unter der Lichtgeschwindigkeit (dank der Relativitätstheorie).
Sie können diese Photonen von der Sonne erhalten, aber Sie können sie auch von einem gerichteten Laserstrahl erhalten, der die Segel mit Photonen füllen soll, ohne das Raumfahrzeug tatsächlich zu schmelzen.
In der Vergangenheit haben Ingenieure von Sonnensegeln gesprochen, die Tausende von Kilometern groß sein können und aus hauchdünnen reflektierenden Stoffbahnen bestehen. Haben Sie dieses massive, komplizierte Segel im Kopf?
Denken Sie jetzt kleiner. Die Raumsonde Starshot wird nur wenige Meter im Durchmesser messen und eine Dicke von nur wenigen Atomen haben. Das Segel würde dann eine mikroskopische Nutzlast von Instrumenten ziehen. Ein winziger Chip, der in der Lage ist, Daten zu sammeln und Informationen zu übermitteln – diese werden Starchips genannt. Nicht einmal genug Platz für die Quartiere der Wasserbären.
Ein Phased Laser Array, vielleicht in der Hochwüste Chiles, treibt Segel auf ihrer Reise an. Kredit: Durchbruchsinitiativen.
Bei einer so geringen Masse sollte ein leistungsstarker Laser sie fast augenblicklich auf 20 % der Lichtgeschwindigkeit beschleunigen können, sodass eine Reise nach Alpha Centauri nur etwa 20 Jahre dauert.
Da die Herstellung jedes Starshots möglicherweise nur ein paar Dollar kostet, könnte das Unternehmen Tausende und Abertausende herstellen, sie in die Umlaufbahn bringen und dann anfangen, sie zu verschiedenen Sternen zu bugsieren.
Natürlich gibt es einige massive technische Hürden zu nehmen.
Die erste ist die Dichte des interstellaren Mediums. Obwohl es zwischen den Sternen fast vollständig leer ist, gibt es vereinzelt Staubpartikel. Normalerweise harmlos, würden die Starshots mit 20% der Lichtgeschwindigkeit auf sie einschlagen, was katastrophal wäre.
Das zweite Problem ist, dass dies eine einfache Fahrt ist. Sobald es 20 % der Lichtgeschwindigkeit erreicht hat, gibt es keine Möglichkeit, das Raumschiff wieder zu verlangsamen (es sei denn, die Alpha Centaurans haben ein Bremssystem). Stellen Sie sich nur die Bewegungsunschärfe und die Zielerfassungsprobleme vor, wenn Sie versuchen, Fotos mit relativistischer Geschwindigkeit aufzunehmen.
Das dritte Problem, und das ist ein großes Problem, besteht darin, dass die Miniaturisierung des Raumfahrzeugs bedeutet, dass Sie keinen großen Sender haben können. Die Kommunikation über die Lichtjahre hinweg kostet viel Kraft. Vielleicht verbinden sie sich zu einer Art Array und teilen sich den Leistungsbedarf oder verwenden Laser, um zurück zu kommunizieren. Vielleicht leiten sie die Daten wie eine Voltron-Daisy-Chain zurück.
Auch wenn die Idee, zu einem anderen Stern zu reisen, heute zu ehrgeizig erscheinen mag, ist diese Technologie für die Erforschung unseres eigenen Sonnensystems tatsächlich sehr sinnvoll. Wir könnten kleine Raumschiffe zu Venus, Mars, den äußeren Planeten und ihren Monden bugsieren – sogar tief in den Kuipergürtel und die völlig unerforschte Oortsche Wolke. Wir könnten dieses gesamte Sonnensystem in nur wenigen Jahrzehnten in der Explorationssperre haben.
Auch wenn eine Mission zu Alpha Centauri derzeit Science-Fiction ist, werden wir durch diese Miniaturisierung mehr über das Sonnensystem erfahren, in dem wir leben. Los geht's!
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