На 14 юли 2015 г Нови хоризонти мисията направи история, когато стана първият роботизиран космически кораб, извършил полет на Плутон. На 31 декември 2018 г. тя отново влезе в историята, като беше първият космически кораб, който се срещна с обект на колана на Койпер (KBO) - Ultima Thule (2014 MU69). В допълнение, Вояджър 2 сонда наскоро се присъедини към сестра си сонда (Вояджър 1) в междузвездното пространство.
Като се имат предвид тези постижения, разбираемо е, че предложенията за междузвездни мисии отново се разглеждат. Но какво би довело до такава мисия и струва ли си тя дори? Келвин Ф. Лонг, съосновател на Инициативата за междузвездни изследвания (i4iS) и основен привърженик на междузвездното полет, наскоро публикува документ, който подкрепя идеята за изпращане на роботизирани мисии до близките звездни системи, за да се провежда in-situ разузнаване.
Документът, озаглавен „Междузвездни сонди: ползите от астрономията и астрофизиката“, наскоро се появи онлайн. Документът обобщава материал, който Лонг ще представя на 47-ия симпозиум на IAA за бъдещата космическа астрономия и научните мисии на слънчевата система - който е част от 70-ия международен космонавтичен конгрес - на 10 октомври 2019 г .; по-специално сесията, която се занимава със стратегиите и плановете на космическата агенция.
Като начало, Лонг очертава как астрономията / астрофизиката (особено там, където са участвали космически телескопи) и космическото изследване с помощта на роботизирани сонди са оказали дълбоко влияние върху нашия вид. Както той обясни пред Space Magazine по имейл:
„Астрономическото начинание ни отвори хоризонтите на познанието за произхода и еволюцията на Слънчевата система, галактиката и по-широката Вселена. Това е дейност, която хората са провеждали аргументирано десетки хиляди години, докато гледахме към звездите, и те насърчаваха нашето любопитство. Никога не можехме да докоснем звездите, но можехме да ги разгледаме и инструментариумът ни даде потенциал да ги разгледаме още по-отблизо. Тогава откриването на електромагнитния спектър ни помогна да разберем Вселената по начин, който никога досега не сме правили. "
Понастоящем усилията на човечеството да изследва планетите и небесните тела са изцяло ограничени до Слънчевата система. Най-отдалечените роботизирани мисии са пътували (The Вояджър 1 и 2 космически сонди) са били до външния ръб на хелиопаузата, границата между нашата Слънчева система и междузвездната среда.
Всички тези мисии ни научиха много за планетарното формиране, историята и еволюцията на нашата Слънчева система и за самата планета Земя. И през последните десетилетия разполагането на мисии като Хъбъл, Шпицер, Чандра, Кеплер, и на Транзитиращ сателит за изследване на екзопланетите (TESS) са разкрили хиляди планети извън нашата Слънчева система.
Естествено, това доведе до подновен интерес към монтирането на мисии, които биха могли да изследват директно екстрасоларните планети. По същия начин, по който мисиите харесват MESSENGER, Юнона, разсъмване, и Нови хоризонти са изследвали Меркурий, Юпитер, Церера и Веста и Плутон, съответно тези мисии биха били отговорни за преодоляване на междузвездното разделяне и излъчване на задни изображения и данни на далечни планети.
„[S] o Въпросът е дали се задоволяваме да ги гледаме отдалеч или бихме искали да отидем там?“ - каза Лонг. „Космическите сонди предлагат явно предимство пред дистанционното наблюдение на далечни разстояния, което е потенциал за директни научни изследвания на място от орбита или дори от повърхността. Във вселената, където Земята и дори Слънчевата ни система се свеждат до просто бледосиня точка сред празнотата, бихме били луди да не опитаме един ден. "
Но разбира се, перспективата за изследване на други слънчеви системи представлява някои големи трудности, не най-малкото от които са разходите. В перспектива, програмата Apollo струва приблизително 25,4 милиарда долара, което се изчислява на 143,7 милиарда долара, когато се коригира за инфлация. Следователно изпращането на кораб до друга звезда е все едно да се натъкнеш на трилиони.
Но както Лонг обясни, всички тези предизвикателства могат да бъдат обобщени в две категории. Първият е насочен към факта, че ни липсва необходимата технологична зрялост:
„Както всички космически кораби, междузвездната космическа сонда ще се нуждае от захранване, задвижване и други системи, за да постигне своята мисия и успешно да достигне целта си и да придобие своите данни. Изграждането на космически кораб, който може да измине достатъчно бързо, за да извърши пътуването до най-близките звезди в разумен човешки живот, а също и да захранва тези задвижващи системи, не е лесно и надвишава производителността на всяка технология, която някога сме пускали в космоса досега с няколко поръчки на величината. И все пак основните принципи, на които тези машини ще работят, от физическа и инженерна гледна точка са добре разбрани. Това просто изисква целенасочена програма от усилия, за да стане това възможно. "
Както се спряхме в предишна публикация, щеше да мине невероятно много време, за да се осмели дори до най-близката звезда. Използвайки съществуваща технология, щеше да отнеме космически кораб от 19 000 до 81 000 години, за да достигне Алфа Кентавър. Дори да се използва ядрено задвижване (осъществима, но все още не изпитана технология), все пак ще са необходими 1000 години, за да стигнем дотам.
Вторият основен проблем според Лонг е липсата на политическа воля. В момента планетата Земя е изправена пред множество проблеми, най-големите от които са пренаселеността, бедността и изменението на климата. Тези проблеми, комбинирани, по същество означават, че човечеството ще трябва да се грижи за нуждите на повече милиарди хора, като в същото време се справя с намаляващите ресурси.
„Имайки предвид конкурентни проблеми на Земята, смята се, че днес няма оправдание за одобряване на разходите за подобни мисии“, каза Лонг. „Очевидно откриването на екзопланета с потенциално интересна биология може да промени това. Частният сектор има потенциал да опита такива мисии, но това е вероятно в бъдеще, тъй като повечето частни усилия са насочени към Луната и Марс. "
Единственото изключение от това, обяснява Дългия, са „Пробивни инициативи“ Проект Starshot, която има за цел да изпрати грамотна сонда до Proxima Centauri само за 20 години. Това би било възможно чрез използване на леко платно, което би било ускорено от лазерите до релативистични скорости до 60 000 км / с (37,282 mps) или 20% от скоростта на светлината.
Подобна концепция за мисия е известна като Проект Стрекоза, концепция, разработена от международен екип от учени от Тобиас Хафнер. Интересното е, че това предложение се роди от същото проучване на концептуалния дизайн, което вдъхнови Starshot- която беше домакин на Инициативата за междузвездни изследвания (i4iS) през 2013 г.
като Starshot, на водно конче концептуален призив за лазерно задвижвано леко платно, което да тегли космически кораб до релативистични скорости. Въпреки това, водно конче космическият кораб би бил значително по-тежък от грамовата сонда, която би позволила включването на повече научни инструменти. Космическият кораб също би бил забавен от магнитно платно при пристигането си.
Докато мисии като тези вероятно ще струват в близост до 100 милиарда долара за развитие, Дългия със сигурност смята, че това е в сферата на достъпността, като се имат предвид потенциалните изплащания. Говорейки за изплащанията, междузвездната мисия ще има достатъчно, като всичко това ще бъде просветляващо и вълнуващо. Както Лонг каза:
„Възможността да провеждаме наблюдения отблизо на други звездни системи би ни дала много по-добро разбиране за това как се е образувала нашата собствена Слънчева система, както и природата на звезди, галактики и екзотични явления като черни дупки, тъмна материя и тъмна енергия. Това също би могло да ни даде по-добри прогнози за потенциала на системите, които се развиват в живота. “
Съществува и възможността космическите сонди, провеждащи междузвездни плавания с релативистични скорости, да открият нова физика. Понастоящем учените разбират Вселената по отношение на квантовата механика (поведението на материята на субатомно ниво) и общата относителност (материята в най-големия от скалите - звездни системи, галактики, суперкластери и др.).
Към днешна дата всички опити за намиране на Велика обединена теория (GUT) - ака. Теория на всичко (TOE) - това би обединило тези две мисловни школи са се провалили. Дълго твърди, че научните мисии към други звездни системи могат много добре да осигурят нов синтез, който ще ни помогне да научим много повече за това как функционира Вселената като цяло.
Но разбира се, не може да се говори за изплащания, без да се споменава най-голямото от всички: намирането на живот! Дори да беше просто колония от микроби, научните последици ще бъдат огромни. Що се отнася до последиците от намирането на интелигентен вид, последствията биха били неизмерими. Това би решило и безвременния въпрос дали човечеството е само във Вселената или не.
„Намирането на интелигентен живот би било смяна на играта, тъй като ако установим контакт с такъв вид и споделим знанията си с други, това ще има дълбоко въздействие върху нашите науки, но и върху личните ни философии“, каза Лонг. „Това е важно, когато обсъждаме вековния въпрос за произхода на човека.“
Но разбира се, трябва да се случи много, преди да бъдат обмислени подобни мисии. За начало, технологичните изисквания, дори и за технически осъществима концепция като Starshot, трябва да се обърне внимание много предварително. Както и всички потенциални рискове, свързани с междузвезден полет с релативистични скорости.
Но най-вече ще трябва да знаем предварително къде да изпратим тези мисии, за да постигнем максимална научна възвръщаемост на нашата инвестиция. Тук традиционната астрономия и астрофизика ще играят голяма роля. Както Лонг обясни:
Преди започване на мисии в други звездни системи, ще е необходимо първо да се характеризира научната стойност на посещението на тези системи преди ръка, което ще изисква астрономическите платформи за наблюдение на далечни разстояния. След това, след като сондата са стартирани, те също ще помогнат за калибриране на нашите измервания на скалата на космическото разстояние, което също ще помогне да подобрим нашите астрономически инструменти. Следователно е ясно, че всеки вид, който се стреми да бъде просветлен за Вселената и нейното място в нея, трябва да обхваща и двете форми на проучване, тъй като те се усилват взаимно.
Може да минат много десетилетия, преди човечеството да е готово да поеме времето, енергията и ресурсите си в междузвездна мисия. Или може да е просто въпрос на години, преди съществуващите предложения да са изработили всички технически и логистични проблеми. Така или иначе, когато е монтирана междузвездна мисия, това ще бъде важно и изключително историческо събитие.
И когато започне да изпраща обратно данни от най-близките звездни системи, това ще бъде събитие, несравнимо в историята. Освен необходимия напредък в технологиите, всичко, което е необходимо, е волята за реализиране на решаващите инвестиции.
