Интернет-инвестор и меценат Юрий Мильнер и знаменитый космолог Стивен Хокинг провели специальную пресс-конференцию на территории One World Observatory, посвященную запуску проекта Breakthrough Initiative, целью которого является исследование космоса и поиск жизни во Вселенной.
Breakthrough Starshot представляет собой научно-исследовательскую и конструкторскую программу стоимостью100 млн. долл. США, ориентированную на подтверждение концепции наноспутников на лазерных парусах. Подобные аппараты могут совершать полет на скорости, равной 20 процентам скорости света, делать снимки возможных планет и получать другие научные данные в нашей ближайшей звездной системе Альфе Центавра, достичь которой они смогут за 20 лет с момента запуска.
Руководителем проекта станет Пит Ворден (Pete Worden), бывший директор исследовательского центра NASA AMES, а консультировать будет комитет из ученых и инженеров мирового класса. В совет директоров проекта войдут Стивен Хокинг, Юрий Мильнер и Марк Цукерберг.
В мероприятии по случаю презентации проекта также приняли участие Энн Друян (Ann Druyan), Фримен Дайсон (Freeman Dyson), Мэй Джемисон (Mae Jemison), Ави Лёб (Avi Loeb) и Пит Ворден. Сегодня, в 55-годовщину первого космического полета Юрия Гагарина и почти полвека после запуска ракеты на Луну, команда Breakthrough Starshot начинает подготовку к следующему «большому скачку»: к звездам.
Звездная система Альфа Центавра расположена в 25 триллионах миль (41 триллионах километров) (4,37 световых годах) от Земли. Полет к этой системе на самом скоростном из существующих сегодня космических кораблей занял бы около 30 000 лет. Задачей проекта Breakthrough Starshot является установить способность граммового наноспутника с парусом, толкаемым лазерным лучом, лететь в тысячу раз быстрее. Этот проект приносит подход Кремниевой долины в сферу космических полетов, что позволяет использовать достижения в некоторых отраслях технологий, появившихся с начала 21-го столетия.
Наноспутники представляют собой роботизированные космические аппараты весом в считанные граммы и состоящие из двух основных частей. StarChip: закон Мура допускает значительное уменьшение размеров микроэлектронных компонентов. Это создает возможность разработки граммовых пластин, несущих на себе камеры, фотонные микродвигатели, источники питания, навигационное и коммуникационное оборудование и представляющих собой полнофункциональные космические зонды.
Lightsail: новейшие достижения в сфере нанотехнологий позволяют производить все более тонкие и легкие метаматериалы, потенциально пригодные для создания метровых парусов толщиной всего в несколько сотен атомов и весом в считанные граммы.
Излучатель Light Beamer. Растущие показатели мощности и сокращающаяся стоимость лазеров, в соответствии с законом Мура, приводит к достижению значительного прогресса в технологиях лазерного излучения. В то же время, лазерные ФАР («лазерные излучатели») потенциально могут быть увеличены до уровня 100 гигаватт.
Breakthrough Starshot ориентирован на достижение эффекта экономии за счет производства в буквальном смысле астрономическом масштабе. StarChip может быть запущен в массовое производство по стоимости iPhone, а запуск большого числа таких чипов в космические полеты позволит обеспечить резервирование и широкий охват.
Лазерный излучатель имеет модульную конструкцию и способен расширяться. После его сборки и технологической доработки стоимость каждого запуска должна сократиться до нескольких сотен тысяч долларов. По расчетам участников проекта, научно-исследовательский и конструкторский этап займет несколько лет. После этого, на окончательную подготовку полета к Альфе Центравра понадобится бюджет, сравнимый со стоимостью крупнейших научных экспериментов современности. Процесс подготовки будет включать:
• установку наземного километрового лазерного излучателя на большой высоте над уровнем моря в условиях засушливого климата;
• генерирование и аккумулирование нескольких гигаватт-часов энергии для каждого запуска;
• запуск «материнского корабля», который вынесет тысячи наноспутников на внешнюю орбиту Земли;
• использование преимуществ технологии адаптивной оптики в режиме реального времени для компенсации атмосферных эффектов;
• фокусировку лазерного луча на парусе для ускорения отдельных наноспутников до целевой скорости в течение нескольких минут;
• учет столкновений с межзвездной пылью по пути к цели; получение изображений планеты и других научных данных и их передача на Землю с помощью компактной бортовой системы лазерной коммуникации;
• использование того же лазерного излучателя, что и при запуске наноспутников, для получения данных от них через 4 года после запуска.
Эти и другие системные требования представляют собой чрезвычайно сложные инженерно-конструкторские задачи. Однако, ключевые элементы предложенной конструкции системы основаны на уже доступных технологиях или технологиях, потенциально достижимых в ближайшее время при обоснованных предположениях.
Предложенная система лазерного ускорения по своим масштабам значительно превышает любые имеющиеся на сегодняшний день аналоги. В силу своего характера проект предусматривает глобальное сотрудничество и поддержку. Для осуществления запусков понадобятся разрешения всех компетентных правительственных и международных организаций.
По мере совершенствования технологий, необходимых для межзвездных полетов, будет появляться целый ряд дополнительных возможностей, включая: вклад в исследование Солнечной системы; использование лазерного излучателя в качестве километрового телескопа для астрономических наблюдений; обнаружение астероидов, пересекающих земную орбиту, на больших расстояниях.
По астрономическим расчетам, имеется обоснованная вероятность существования планеты, похожей на Землю, в «обитаемых зонах» трехзведной системы Альфа Центравра. В настоящий момент, ведется разработка ряда научных инструментов — как наземных, так и космических, — которые в скором времени смогут идентифицировать и характеризовать планеты, расположенные вокруг звезд.
Отдельная программа Breakthrough Initiative будет обеспечивать поддержку некоторым подобным проектам. Инициатива Breakthrough Starshot: основана исключительно на результатах исследований, являющихся достоянием общественности; будет обнародовать новые результаты; следует принципам полной открытости и открытого доступа; открыта для экспертов во всех соответствующих областях, а также для широкой общественности, которые могут предлагать свои идеи посредством онлайн-форума.
В рамках инициативы Breakthrough Starshot будет учреждена программа исследовательских грантов, а также предусмотрены другие способы финансовой поддержки соответствующих научных и инженерно-конструкторских исследований и разработок.
«История человечества — один из «больших скачков», — отметил Юрий Мильнер, основатель Breakthrough Initiatives. — 55 лет назад, в этот день Юрий Гагарин стал первым человеком в космосе. Сегодня мы готовимся к следующему «большому скачку» — к звездам».
«Земля — замечательное место, но его существование не вечно, -прокомментировал Стивен Хокинг. — Рано или поздно, нам придется обратить свой взор к звездам. Breakthrough Starshot — очень увлекательный и волнующий первый шаг на этом пути». «Нашим вдохновением служат Восток, Вояджер, Аполлон и другие великие космические миссии, — заявил Пит Ворден. — Настало время для открытия новой эры межзвездных полетов, однако для достижения нашей цели нам нужно твердо стоять на земле».