באוניברסיטת קליפורניה, סנטה ברברה, חוקרים מקבוצת UCSB Experimental Cosmology Group (ECG) עובדים כעת על דרכים להגשים את החלום של טיסה בין-כוכבית. תחת הנהגתו של פרופסור פיליפ לובין, הקבוצה הקדישה מאמץ לא מבוטל ליצירת משימה בין-כוכבית המורכבת ממפרש קל עם אנרגיה מכוונת וחללית (WSS) "חללית".
אם הכל ילך כשורה, החללית הזו תוכל להגיע למהירויות יחסיות (חלק ממהירות האור) ולהגיע למערכת הכוכבים הקרובה ביותר (Proxima Centauri) בתוך תקופת חיינו. לאחרונה, ה- ECG השיג אבן דרך משמעותית על ידי בדיקה בהצלחה של גרסת אב-טיפוס של כלי השיט שלהם (המכונה "StarChip"). זה כלל שליחת אב-הטיפוס באמצעות בלון לסטרטוספרה כדי לבדוק את הפונקציונליות שלו ואת הביצועים שלו.
ההשקה נערכה בשיתוף עם האקדמיה הימית של ארצות הברית באנאפוליס ב- 12 באפריל, 2019. תאריך זה נבחר לחפוף לחגיגות 58 שנה לטיסת החלל המסלול הרוסית של יוסי גגארין הרוסית, מה שהפך אותו לאדם הראשון שהלך לחלל . הבדיקה כללה שיגור האבטיפוס שעל סיפון בלון לגובה 32,000 מ 'מעל פנסילבניה.
כפי שהסביר פרופ 'לובין בראיון ל- UCSB הנוכחי:
"זה חלק מתהליך של בנייה לעתיד, ובדרך אתה בודק כל חלק במערכת כדי לחדד אותו. זה חלק מתכנית ארוכת טווח לפיתוח חלליות מיניאטוריות לטיסה בין פלנטרית ובסופו של דבר לטיסה בין-כוכבית. "
הרעיון שמאחורי ה- StarChip פשוט. על ידי ניצול ההתקדמות במזעור, ניתן היה להרכיב את כל המרכיבים הנדרשים במשימת חקר על חללית בגודל של יד אנושית. רכיב המפרש בונה על הרעיון של מפרש סולארי ופיתוחים שנעשו בחומרים קלים; ויחד הם מוסיפים לחללית שיכולה להאיץ עד 20% במהירות האור.
לצורך טיסה זו, צוות המדע שיצר אותה העמיד את ה- StarChip באמצעות סדרת בדיקות שנועדו לאמוד את ביצועיו במרחב ויכולת לחקור עולמות אחרים. מלבד לראות כיצד זה התאים בסטרטוספרה של כדור הארץ (גבוה פי שלוש מהתקרה המבצעית של מטוסים), האבטיפוס אסף יותר מ- 4000 תמונות של כדור הארץ. כפי שהסביר ניק רופרט, מהנדס פיתוח במעבדה של לובין:
"זה תוכנן להיות בעל פונקציות רבות של חלליות גדולות בהרבה, כגון הדמיה, העברת נתונים, כולל תקשורת לייזר, קביעת יחס וחישה בשדה מגנטי. בגלל ההתקדמות המהירה במיקרואלקטרוניקה אנו יכולים לכווץ חללית לפורמט קטן בהרבה ממה שעבר בעבר ליישומים מיוחדים כמו שלנו. "
בעוד ש- StarChip ביצע ללא רבב בטיסה זו, ישנם כמה מכשולים טכניים מסיביים קדימה. בהתחשב במרחקים המעורבים - 4.24 שנות אור (40 טריליון ק"מ; 25 טריליון מייל) - והעובדה שהחללית תצטרך להגיע לשבריר ממהירות האור, הדרישות הטכנולוגיות מרתיעות. כמו שאמר לובין:
"הנעה כימית רגילה, כמו זו שלקחה אותנו לירח לפני כמעט 50 שנה עד היום, הייתה לוקח כמעט מאה אלף שנה להגיע למערכת הכוכבים הקרובה ביותר, אלפא סנטאורי. ואפילו הנעה מתקדמת כמו מנועי יון הייתה אורכת אלפי שנים רבות. יש רק טכנולוגיה ידועה אחת המסוגלת להגיע לכוכבים הסמוכים במהלך חיי אדם והיא משתמשת באור עצמו כמערכת ההנעה. "
אחד האתגרים הגדולים בנקודה זו הוא בניית מערך לייזר מבוסס כדור הארץ שיוכל להאיץ את מפרש הלייזר. "אם יש לך מערך לייזר גדול מספיק, אתה יכול למעשה לדחוף את הוופלים במפרש לייזר כדי להגיע למטרה שלנו של 20 אחוז ממהירות האור," הוסיף רופרט. "אז אתה תהיה באלפא קנטאורי בעוד 20 שנה."
מאז 2009 קבוצת UCSB ניסויית קוסמולוגיה חוקרת ומפתחת מושג זה כחלק מתוכנית מושגים מתקדמים של נאס"א בשם Starlight. מאז 2016 הם קיבלו תמיכה לא מבוטלת מיוזמות פריצת דרך (תוכנית חקר החלל ללא כוונת רווח שיצר יורי מילנר) במסגרת "פריצת דרך סטארשוט".
במקום ליצור חללית יחידה, הצוות מקווה שהמחקר שלהם יביא ליצירת מאות ואפילו אלפי כלי שיט מדפים שיכולים לבקר באקספלנטות במערכות כוכבים סמוכות. חלליות אלה יפטרו את הצורך במונע ויכולו לצאת למסע תוך כמה עשורים ולא מאות או אלפי שנים.
מהבחינה הזו חלליות אלה יוכלו לחשוף האם חיים קיימים מעבר לכדור הארץ בתקופת חיינו. היבט מעניין נוסף של פרויקט UCSB כולל שליחת חיים מכדור הארץ לאקסופלאנטים אחרים. באופן ספציפי טרדיגרדות והנמטודה ג.
היבט זה של תוכניתם אינו דומה להצעתו של ד"ר קלאודיוס גרוס מהמכון לפיזיקה תיאורטית של גתה. ההצעה נקראת כראוי "בראשית הפרויקט", והיא קוראת לחלליות המונעות על ידי אנרגיה מכוונת לנסוע למערכות כוכבים אחרות ולזרוע כל Exoplanets "ראוי למגורים חולפים" שיש שם. בקיצור, החיים יקבלו סטארט-אפ על כוכבי לכת שהם ראויים למגורים אך אינם מיושבים.
כפי שהסביר דייוויד מקארתי, סטודנט לתואר שני במחלקה להנדסת חשמל ומחשבים ב- UCSB, להגיע למצב בו הכל אפשרי הוא תהליך איטרטיבי מאוד. "המטרה לבנות את הדברים האלה היא לדעת מה אנחנו רוצים לכלול בגירסה הבאה, בשבב הבא," אמר. "אתה מתחיל עם רכיבים מחוץ למדף מכיוון שאתה יכול לחזור במהירות ובזול."
עם סיום מבחן הגובה הזה, קבוצת UCSB מכוונת לטיסה ראשונה תת-יבשתית בשנה הבאה. בינתיים, ההתקדמות בתחום האופטיקה הסיליקון ופוטוניקה משולבת בקנה מידה נרחב - בין השאר בזכות המחקר שנערך על ידי המחלקה להנדסת מחשבים ומחשבים של UCSB - מורידה את עלות הייצור ההמוני של החלליות הזעירות הללו.
בנוסף לנסיעות בין-כוכבים, טכנולוגיה זו עשויה להקל על משימות מהירות בעלות נמוכה למאדים ולמקומות אחרים במערכת השמש. פרופ 'לובין וחבריו החוקרים בילו גם שנים בבחינת יישומים להגנה פלנטרית מפני שביטים, הפחתת פסולת חלל, הגברת הלוויינים המסללים כדור הארץ או הפעלת מרחבים מאחזים מרוחקים של מערכת השמש. כשמדובר באנרגיה מכוונת, האפשרויות באמת מדהימות.
