מספר כוכבי הלכת החוץ-סולאריים שאושרו עלה בקפיצות בשנים האחרונות. עם כל תגלית חדשה, עולה השאלה באופן טבעי, מתי נוכל לחקור את כוכבי הלכת האלה באופן ישיר באופן טבעי. עד כה היו מספר הצעות, החל מננו-קרב מונע לייזר שייסע לאלפא סנטאורי תוך 20 שנה בלבד (Breakthrough Starshot) למיקרו-קרפט איטי יותר המאובזר במעבדות גנים (פרויקט ג'נסיס).
אבל כשמדובר בבלימת כלי השיט האלה כדי שיוכלו להאט וללמוד כוכבים וכוכבי לכת מרוחקים, הדברים הופכים להיות קצת יותר מסובכים. על פי מחקר שנערך לאחרונה על ידי האדם שהגה את פרויקט בראשית - פרופסור קלאודיוס גרוס מהמכון לפיזיקה תיאורטית באוניברסיטת גתה פרנקפורט - ניתן להשתמש במפרשים מיוחדים הנשענים על מוליכי-על לייצור שדות מגנטיים בדיוק למטרה זו.
Starshot ו- Genesis דומים בכך ששני המושגים מנסים למנף את ההתקדמות האחרונה במזעור. כיום, מהנדסים מסוגלים ליצור חיישנים, דחפים ומצלמות המסוגלים לבצע חישובים ופונקציות אחרות, אך הם חלק מהגודל של מכשירים ישנים. וכשמדובר בהנעה, ישנן אפשרויות רבות, החל מרקטות וכונני יונים קונבנציונאליים למפרשי אור מונעי לייזר.
אולם, האטת משימה בין-כוכבית נותרה אתגר משמעותי יותר מכיוון שלא ניתן להרכיב כלי שיט עם דוחפי בלימה ודלק מבלי להעלות את משקלו. כדי לטפל בכך, פרופסור גרוס מציע להשתמש במפרשים מגנטיים, אשר יציגו יתרונות רבים על פני שיטות זמינות אחרות. כפי שהסביר פרופ 'גרוס למגזין החלל באמצעות המייל:
"קלאסית, היית מצייד את החללית במנועי טילים. מנועי טילים רגילים, כפי שאנו משתמשים בהם לצורך שיגור לוויינים, יכולים לשנות את המהירות רק ב- 5-15 קמ"ש. ואפילו זה רק כאשר משתמשים בכמה שלבים. זה לא מספיק כדי להאט מלאכה שטסה במהירות של 1000 קמ"ש (0.3% צלזיוס) או 100000 קמ"ש (c / 3). כונני היתוך או אנטי-חומר יעזרו מעט, אך לא באופן מהותי. "
המפרש שהוא מדמה יכלול לולאה מוליכת-על מאסיבית, המודדת בקוטר של כ -50 ק"מ, אשר תיצור שדה מגנטי ברגע שנגרם זרם חסר אובדן. לאחר ההפעלה, המימן המוננן במדיום הבין-כוכבי ישתקף מהשדה המגנטי של המפרש. זה ישפיע על העברת תנופת החללית לגז הבין-כוכבי, והאטתו בהדרגה.
על פי חישוביו של גרוס, הדבר יעבוד למפרשים בנסיעה איטית למרות צפיפות החלקיקים הנמוכה ביותר של שטח בין-כוכבי, שעובד בין 0.005 עד 0.1 חלקיקים לסנטימטר מעוקב. "מפרש מגנטי סוחר צריכת אנרגיה עם הזמן", אמר גרוס. "אם תכבה את המנוע של המכונית שלך ותניח לו להתגלגל סרק, הוא יואט בגלל חיכוך (אוויר, צמיגים). המפרש המגנטי עושה את אותו הדבר, במקום בו החיכוך נובע מהגז הבין-כוכבי. "
אחד היתרונות של שיטה זו הוא העובדה שניתן לבנות באמצעות טכנולוגיה קיימת. טכנולוגיית המפתח שמאחורי המפרש המגנטי היא לולאת ביוט סאבארט, שכאשר היא משויכת לאותו סוג של סלילי מוליכים-על המשמשים בפיזיקה אנרגטית גבוהה, תיצור שדה מגנטי רב עוצמה. באמצעות מפרש שכזה, חלליות כבדות עוד יותר - כאלה שמשקלן עד 1,500 קילוגרם (1.5 טון מטרי; 3,307 פאונד) - יכול להאט מההפלגה הבין-כוכבית.
החיסרון הגדול אחד הוא הזמן בו ייקח משימה כזו. על סמך חישוביו של גרוס עצמו, מעבר במהירות גבוהה לפרוקסימה סנטאורי שהסתמך על בלימת מומנטום מגנטי ידרוש ספינה שמשקלו כמיליון ק"ג (1000 טון; 1102 טון). עם זאת, משימה בין-כוכבית הכוללת ספינה של 1.5 טון מטרה תוכל להגיע ל- TRAPPIST-1 בעוד כ- 12,000 שנה. כפי שגרוס מסכם:
"זה לוקח הרבה זמן (כי הצפיפות הנמוכה מאוד של המדיה הבין-כוכבית). זה רע אם אתה רוצה לראות חזרה (נתונים מדעיים, תמונות מרגשות) במהלך חייך. מפרשים מגנטיים עובדים, אבל רק כשאתה שמח לקבל את הפרספקטיבה הארוכה (מאוד). "
במילים אחרות, מערכת כזו לא תעבוד עבור ננו-קרפט כמו זה שחזה פריצת הדרך סטארשוט. כפי שהסביר ד"ר אברהם לוב עצמו של סטארשוט, המטרה העיקרית של הפרויקט היא להשיג את החלום של נסיעה בין כוכבים בדור של עזיבת הספינה. בנוסף להיותו פרנק ב. בירד ג'וניור פרופסור למדע באוניברסיטת הרווארד, ד"ר לוב הוא גם יו"ר הוועדה המייעצת לפריצת דרך סטארשוט.
כפי שהסביר למגזין החלל באמצעות המייל:
"[גרוס] מסיק כי פריצת הגז הבין-כוכבי אפשרית רק במהירויות נמוכות (פחות משבריר של אחוז ממהירות האור), וגם אז צריך מפרש ברוחב עשרות מיילים ומשקלו טונות. הבעיה היא שעם מהירות כל כך נמוכה, המסע אל הכוכבים הקרובים יימשך אלף שנים.
"יוזמת Breakhot Starshot שמה לה למטרה לשגר חללית במהירות חמישית ממהירות האור כך שתגיע לכוכבים הקרובים ביותר במהלך חיי אדם. קשה לגרום לאנשים להתלהב ממסע שהשלמתו לא תהיה עדה אליהם. אבל יש אזהרה. אם אפשר היה להרחיב את אריכות החיים של אנשים למילניום על ידי הנדסה גנטית, עיצובים מהסוג שנחשב על ידי גרוס וודאי היו מושכים יותר. "
אך למשימות כמו פרויקט ג'נסיס, שאותו הציע גרוס במקור בשנת 2016, זמן אינו גורם. בדיקה כזו, שתוביל אורגניזמים חד-תאיים - או מקודדת במפעל גנים או מאוחסנת כ נבגים קפואים בקריוגן - עשויה לארוך אלפי שנים להגיע למערכת כוכבים שכנה. ברגע שהיה שם, הוא יתחיל לזרוע כוכבי לכת שזוהו כ"מגורים חולפים "עם אורגניזמים חד-תאיים.
במשימה כזו זמן הנסיעה אינו הגורם החשוב ביותר. מה שחשוב זו היכולת להאט ולהקים מסלול סביב כוכב לכת. בדרך זו החללית תוכל לזרוע את העולמות הסמוכים הללו באורגניזמים יבשתיים, מה שעלול להשפיע לאט לאט לעצב אותה לפני חוקרים או מתיישבים אנושיים.
בהתחשב כמה זמן ייקח לבני אדם להגיע אפילו לכוכבי הלכת החוץ-סולאריים הקרובים ביותר, משימה שארכה כמה מאות או כמה אלפי שנים אינה עניין גדול. בסופו של דבר, איזו שיטה אנו בוחרים לבצע משימה בין-כוכבית תביא לכמה זמן אנו מוכנים להשקיע. לצורך הבדיקה, המומחיות היא גורם המפתח, שפירושו מלאכה קלה ומשקל מהיר במיוחד.
אך בכל הנוגע ליעדים ארוכי טווח - כמו זריעת עולמות אחרים בחיים ואף הטלתם לעבר התיישבות אנושית - הגישה האיטית והיציבה היא הטובה ביותר. דבר אחד בטוח: כאשר משימות מסוג זה עוברות משלב הרעיון למימוש, יהיה בטוח שיהיה מלהיב לראות!
