12 апреля 2016 года вошёл в историю как день самого громкого научного анонса за всю историю человечества. К сожалению, анонс вышел крайне спорным и вызывает множество сомнений, но о них позже.
Несколько дней назад в рамках программы Breakthrough Initiative был анонсирован проект Breakthrough Starshot. Для начала стоит сказать, что Breakthrough Initiative была инициирована Юрием Мильнером, который известен в качестве совладельца Mail.ru. Также в ней участвуют известнейший физик Стивен Хокинг (Stephen Hawking), Марк Цукерберг (Mark Zuckerberg) и Пит Уорден (Pete Worden), в своё время возглавлявший Исследовательский центр Эймса (NASA). Также немаловажным нюансом является тот факт, что Мильнер объявил о намерении вложить в проект 100 млн долларов. Учитывая, что в прошлом году он вложил столько же в проект Breakthrough Listen, говорить о каких-то махинациях не приходится.
Итак, проект Breakthrough Starshot в нескольких словах описать достаточно просто. Он подразумевает отправку крошечных космических аппаратов к Альфа Центавра. Альфа Центавра — ближайшая к Солнцу звёздная система, состоящая из двух звёзд: α Центавра А и α Центавра B. Предположительно, частью этой же системы является также звезда α Центавра C (Проксима Центавра). Расстояние до этих звёзд составляет примерно 4,5 светового года.
Особенность проекта в том, что он подразумевает достижение аппаратами цели примерно за 20 лет. А для этого им нужно будет развить скорость примерно 20% скорости света, что составляет почти 60 000 км/с. Для сравнения, космический аппарат New Horizons, достигший Плутона летом прошлого года, передвигается в пространстве со скоростью чуть менее 17 км/с. Одно лишь это звучит крайне фантастически.
Как команда проекта планирует разогнать аппараты до такой скорости? Учёные собираются использовать технологию солнечного паруса. Сами корабли будут очень компактными. Говорится о размерах человеческой ладони. Каждый аппарат должен будет содержать камеры, датчики, аккумулятор, некий фотонный двигатель (неясно, что под этим подразумевается) и лазерную систему для отправки данных на Землю. Солнечный парус также будет небольшим — порядка метра в ширину. Толщина при этом не должна превышать нескольких сотен атомов. Но разгоняться корабли должны будут не за счёт энергии нашей звезды, а за счёт импульса лазерной установки, которая будет расположена на земле.
Каких-то определённых сроков в пресс-релизе не указано. Уточняется, что на разработку и подготовку проекта уйдёт несколько лет, а сам запуск должен состояться в рамках одного поколения. Видимо, имеются в виду 20 лет. Конечно, нужно учитывать ещё 4,5 года на путешествие сигналов от кораблей к Земле.
Собственно, это все подробности проекта Breakthrough Starshot, о которых известно. А дальше начинается немалое количество вопросов, которые возникают даже у человека, не являющегося специалистом в смежных с проектом областях.
Во-первых, совершенно неясно, каким образом предполагается отправка собранных аппаратами данных домой, даже если они доберутся до цели. Даже зонд New Horizons передаёт данные со скоростью всего пару сотен килобит в секунду, а ведь по сравнению с расстоянием до Альфа Центавра, Плутон находится на расстоянии вытянутой руки. Крохотные аппараты не смогут нести мощный передатчик, да и рассеивание лазерного луча никто не отменял. При расстоянии в 4,5 светового года такой способ передачи данных при нынешнем уровне технологий может оказаться попросту бесполезным.
Во-вторых, неясно, возможно ли направить аппараты с такой точностью, чтобы они добрались точно к цели. Даже если корабли будут иметь какие-то крошечные двигатели для корректировки курса, нужно учитывать, что управляющий сигнал будет идти к ним с Земли крайне долго и к концу пути время увеличится до четырёх лет.
В-третьих, не стоит забывать о существовании Пояса Койпера. Это внушительных размеров (шириной более 25 астрономических единиц) область за орбитой Нептуна, состоящая из малых небесных тел (астероидов и комет). Пока мы знаем о нём крайне мало, нам неизвестна его плотность и точные размеры. Он вполне может стать ощутимой преградой на пути армады кораблей. К слову, проект подразумевает запуск «тысяч» аппаратов, так как учёные понимают, что многие до цели не доберутся.
Есть ещё крошечные частицы, передвигающиеся к космосе с достаточно высокой скоростью. Они не способны повредить, к примеру, обшивку корабля или скафандр космонавтов, но вот солнечный парус толщиной несколько сотен атомов за несколько лет пути — вполне.
И это только основные возможные проблемы, которые приходят на ум после прочтения пресс-релиза о проекте Breakthrough Starshot. Усугубляется ситуация тем, что даже в документе сказано, что у учёных на данный момент есть лишь концепция, которая подразумевает возможность реализации такого проекта. Судя по всему, на данный момент нет даже каких-то математических расчетов, которыми можно было бы подкрепить концепцию. К примеру, совершенно неясно, откуда взята скорость именно в 20% скорости света.
С другой стороны, в проекте участвует Стивен Хокинг, Юрий Мильнер не первый раз вкладывает столь огромные средства в науку, да и у NASA есть сходный проект. К тому же, сделать себе рекламу за счёт идеи, связанной с астрономией, вряд ли возможно. Остаётся лишь ждать и надеяться, что проект будет воплощён в жизнь. И пусть, возможно, его не удастся реализовать в полном объёме, он точно даст множество данных, которые позволят приблизить нас к звёздам.