Onderzoekers verbeteren de lichtzeilen die Proxima Centauri . zullen bezoeken

We herdenken het in 2016, om de 55ste verjaardag te vieren^{En de} Reisgeheugen Yuri Gagarin Op 12 april 1961 kondigde de Russische miljardair Yuri Milner aan – met de steun van Stephen Hawking – Hij lanceerde een interstellaire sondeproject: Project Starshot-hack. Het was een kwestie van beginnen met de studie van een foton-nanodeeltje aangedreven door zijn eigen lasers sterren dichtst bij de zonin het Alpha Centauri-systeem.

We weten dat dit sterrenstelsel Het is het trio en dit bestaat Exoplaneten rond Proxima Centaurid.w.z. Alpha Centauri C en ook wel α Centauri C genoemd. De sonde bereikt een duidelijke fractie van lichtsnelheid Het zal nog tijd hebben om close-upfoto’s van deze exoplaneten te maken en ze vervolgens terug naar de aarde te sturen. Het zou slechts ongeveer 20 jaar duren om het Alpha Centauri-systeem te bereiken met behulp van een fotonenzeil dat een sonde van hoogstens een paar gram sleept en voortgestuwd wordt door lasers die vanaf de grond worden gestuurd. Dus het principe is vergelijkbaar met dat al geprobeerd in zonnezeilaangedreven door zonlicht. Een sonde die aanvankelijk wordt aangedreven door conventionele raketmotoren, zal bijna 80.000 jaar nodig hebben om over te steken huh ongeveer 4 lichtjaren Scheiding van het ternaire systeem Alpha Centauri van zonnestelsel.

Een fotonenzeil mag niet scheuren of smelten

De studies van de sonde en zijn zeil naar de sterren zijn voortgezet en er zijn onlangs twee artikelen gepubliceerd waarin wordt voorgesteld om het oorspronkelijke concept van het beoogde fotonenzeil tot op zekere hoogte te wijzigen. Ze moet verdragen stralingsdruk Om het succes van de interstellaire missie in de toekomst te verzekeren, moeten lasers een flux van . producerenenergie Miljoenen keren sterker dan de dichtheid van de zon die al is gebruikt in experimenten zoals die van Ikaros . zonnezeil (Een interplanetaire vlieger die wordt versneld door de straling van de zon). Japanse JAXA-missie, gelijk aan NASA ofESAHet werd gelanceerd in 2010 en was zeer succesvol.

Een optische sluier die twintig jaar lang de druk van laserfotonen moet weerstaan, is echter ongeveer drie meter groot en duizend keer dunner dan een vel papier.

De onderzoekers, auteurs van twee artikelen gepubliceerd in nano-letters Leg eerst uit Het is noodzakelijk dat het lichtzeil is gemaakt van een extreem dunne plaat vanaluminiumoxide en disulfide molybdeen Het zwelt op onder de adem van het licht, en neemt de vorm aan van een de paraplu, in plaats van constant te blijven, zoals in de meeste eerdere onderzoeken werd aangenomen. De constructie moet zo zijn gekromd dat ze ongeveer even diep als breed is om te dragen zonder scheurdruk die een versnelling kan opleveren die duizenden malen groter is dan de versnelling van zwaartekracht mijn grond.

in een tweede artikelDezelfde onderzoekers behandelden een probleem weerstand De warmte die door een laserstraal wordt gegenereerd, is minstens een miljoen keer sterker dan de zon. Zelfs een klein deel van de energie die in het zeil wordt gedissipeerd, kan, als het wordt geabsorbeerd, ervoor zorgen dat het zo heet wordt dat het smelt.

Om dit te voorkomen, zou het zeil in feite een netachtige structuur moeten aannemen met regelmatig op afstand van elkaar geplaatste gaten ten opzichte van de golflengte laser fotonen.

Het enige dat restte was dit zeil te maken en het te testen met een laser om de berekeningen en gevolgtrekkingen van de onderzoekers te valideren.

Interstellaire verkenning komt tot bloei met dit veelbelovende materiaal

Een artikel gepubliceerd in het Observatorium van Parijs op 23 augustus 2020

op dezelfde manier als een bestand Wind Het blaast de zeilen van de boot op en stuwt het lichte zeil voort door de druk die door het licht wordt uitgeoefend. Reizen buiten het zonnestelsel, dat binnenkort niet meer dan een buitenwijk van onze dierbare planeet zal zijn, zal binnenkort geen sciencefiction zijn maar realiteit. hoe ? Misschien dankzij de luchtvaartmaatschappijen die de kenmerken lijken te hebben die geschikt zijn om deze droom waar te maken. Van het internationale ruimtestation, zoals zonnezeil Het zal het mogelijk maken om Mars te bereiken in 60 dagen reizen en te ontsnappen uit het zonnestelsel …

verstuiverSoort van koolstof Voor het eerst vervaardigd in 2012, het is een bestand Materiaal Bestaat uit koolstof nanobuisjes verward. Het is een van de lichtste materialen die bekend zijn, met een dichtheid van slechts 180 gram per kubieke meter en een dichtheid die ongeveer 7 keer lager is danlucht We ademen (1225 g/m)³). Een andere geweldige eigenschap is “duisternis”, dat wil zeggen, het vermogen om licht bijna volledig te absorberen: minder dan één op de 1.000 fotonen wordt gereflecteerd.

Op weg naar Alpha Centauri

Deze twee eigenschappen maken het een ideaal materiaal voor het ontwerpen van optische zeilen: door de grote lichtheid en het vermogen om fotonenergie te absorberen, kan het zeer efficiënt versnellen wanneer het wordt verlicht. met licht. Dit kan licht van een laser zijn, zoals in het Breakthrough Starshot-concept, of gewoon zonlicht zoals in dit onderzoek.

De Astronomie wetenschappers Ze berekende dat een bolvormig projectiel met een diameter van één meter en een dikte van 0,5 mm, dat uit het International Space Station (ISS) is gevallen, Mars in slechts 60 reisdagen zou kunnen bereiken en Pluto In iets meer dan 4 jaar, zonder andere stuwkracht dan licht de zon.

Door zijn zeer lage dichtheid kan een bolvormig zeil met een straal van 5 meter en een dikte van 0,1 mm een ​​lading van 55 gram snel genoeg dragen om uit het zonnestelsel te ontsnappen.

Zo’n sonde zou een uitstekende introductie zijn tot interstellaire missie Aan onze naaste buur, Alpha Centauri, en tellurische planeet Het bevindt zich in de bewoonbare zone van de zwakste van de drie samenstellende sterren, Proxima Centauri B.