Den 14. juli 2015 skapte new Horizons-oppdraget historie da Det ble det første robotfartøyet som gjennomførte en forbiflyvning Av Pluto. Den 31. desember 2018 ble det igjen historie ved å være det første romfartøyet til å møte Med Et Kuiper Belt Object (KBO) – Ultima Thule (2014 MU69). I tillegg kom Voyager 2-sonden nylig sammen med sin søstersonde (Voyager 1) i interstellært rom.
Gitt disse prestasjonene, er det forståelig at forslag til interstellare oppdrag igjen blir vurdert. Men hva ville et slikt oppdrag innebære, og er det enda verdt det? Kelvin F. Long, medstifter Av Initiative for Interstellar Studies (i4iS) og en stor fortaler for interstellar flytur, publiserte nylig et papir som støtter ideen om å sende robotoppdrag til nærliggende stjernesystemer for å gjennomføre in-situ rekognosering.
papiret, med tittelen «Interstellar Probes: Fordelene Til Astronomi og Astrofysikk», ble nylig vist på nettet. Papiret oppsummerer materiale Som Lenge vil presentere på 47th Iaa Symposium På Future Space Astronomy Og Solar-System Science Missions-som er en del av 70th International Astronautical Congress-Den Okt. 10., 2019; spesielt sesjonen som omhandler Space Agency Strategier og Planer.
Til Å begynne med skisserer Long hvordan astronomi/astrofysikk (spesielt hvor romteleskoper har vært involvert) og romforskning ved hjelp av robotprober har hatt en dyp innvirkning på vår art. Som han forklarte Til Universe Today via e-post:
» den astronomiske bestrebelsen har åpnet opp våre horisonter av kunnskap om Opprinnelsen og utviklingen Av Solsystemet, galaksen og Det bredere Universet. Det er en aktivitet som mennesker har utført for kanskje titusenvis av år som vi så mot stjernene, og de oppmuntret vår nysgjerrighet. Vi kunne aldri røre stjernene, men vi kunne se på dem, og instrumentering ga oss potensialet til å se på dem enda nærmere. Da hjalp oppdagelsen av det elektromagnetiske spektret Oss til å forstå Universet på en måte vi aldri hadde gjort før.»
for tiden har menneskehetens innsats for å studere planeter og himmellegemer direkte vært begrenset helt til Solsystemet. De lengste robotoppdragene har reist (Voyager 1 og 2 romprober) har vært i ytre kant av heliopausen, grensen mellom Vårt Solsystem og interstellært medium.
alle disse oppdragene har lært oss mye om planetdannelse, Historien og utviklingen av Vårt Solsystem, og om selve planeten Jorden. Og i de siste tiårene har utplasseringen av oppdrag som Hubble, Spitzer, Chandra, Kepler og Transiting Exoplanet Survey Satellite (Tess) avslørt tusenvis av planeter utenfor Vårt Solsystem.
dette Har Naturligvis ført til fornyet interesse for montering av oppdrag som ville kunne utforske ekstrasolare planeter direkte. PÅ samme måte som oppdrag SOM MESSENGER, Juno, Dawn og New Horizons har utforsket Henholdsvis Merkur, Jupiter, Ceres og Vesta og Pluto, vil disse oppdragene være ansvarlige for å bygge bro over interstellar divide og stråle tilbake bilder og data av fjerne planeter.
» o spørsmålet er er vi fornøyd med å bare se på dem fra avstand eller vil vi gjerne gå dit?»Sa Lenge. «Romsonder gir en klar fordel i forhold til fjernmåling med lang rekkevidde, noe som er potensialet for direkte in-situ vitenskapelige undersøkelser fra bane eller til og med på overflaten. I et univers hvor Jorden og til og med vårt solsystem er redusert til en blek blå prikk blant tomrummet, ville vi være galne for ikke å prøve en dag.»
men selvfølgelig presenterer utsiktene til å utforske andre solsystemer noen store vanskeligheter, ikke minst som koster. For å sette Det i perspektiv koster Apollo-programmet anslagsvis $ 25.4 milliarder USD, som utgjør $ 143.7 milliarder når justert for inflasjon. Sende et skip til en annen stjerne er derfor som å kjøre inn i billioner.
men så lenge forklart, kan alle disse utfordringene oppsummeres i to kategorier. Den første adresserer det faktum at vi mangler den nødvendige teknologiske modenheten:
» som alle romfartøy vil en interstellar romprobe trenge kraft, fremdrift og andre systemer for å oppnå sitt oppdrag og lykkes med å nå sitt mål og skaffe seg data. Å bygge romfartøy som kan gå fort nok til å oppnå reisen til nærmeste stjerner i en rimelig menneskelig levetid, og også drive disse fremdriftssystemene, er ikke lett, og overgår ytelsen til enhver teknologi vi noensinne har lansert i rommet til dags dato med flere størrelsesordener. Likevel er de grunnleggende prinsippene som hvordan disse maskinene ville fungere, fra et fysikk-og ingeniørperspektiv, godt forstått. Det krever bare et fokusert program for innsats for å gjøre dette mulig.»
som vi adresserte i et tidligere innlegg, ville det ta utrolig lang tid å våge å til og med nærmeste stjerne. Ved hjelp av eksisterende teknologi vil det ta et romfartøy hvor som helst fra 19.000 til 81.000 år å nå Alpha Centauri. Selv ved bruk av kjernefysisk fremdrift (en mulig, men ikke testet teknologi), vil det fortsatt ta 1000 år å komme dit.
Det andre store problemet, Ifølge Long, er mangelen på politisk vilje. I dag står planeten Jorden overfor flere problemer, hvorav den største er overbefolkning, fattigdom og klimaendringer. Disse problemene, kombinert, betyr i hovedsak at menneskeheten må se til behovene til milliarder flere mennesker, samtidig som de håndterer avtagende ressurser.
«Gitt konkurrerende problemer på Jorden, er det følt at det ikke er noen begrunnelse i dag for å godkjenne utgiftene til slike oppdrag,» Sa Long. «Åpenbart kan oppdagelsen av en eksoplanet med potensielt interessant biologi endre dette. Det er potensial for den private sektoren å forsøke slike oppdrag, men disse er sannsynligvis i fremtiden, siden de fleste private anstrengelser er fokusert på Månen og Mars.»
Det eneste unntaket Til Dette, Forklarer Long, Er Breakthrough Initiatives’ Prosjekt Starshot, som har som mål å sende en gramskala sonde Til Proxima Centauri på bare 20 år. Dette ville være mulig ved å bruke et lett seil, som ville bli akselerert av lasere til relativistiske hastigheter på opptil 60.000 km / s (37.282 mps), eller 20% lysets hastighet.
Et lignende oppdragskonsept er Kjent Som Project Dragonfly, et konsept som utvikles av et internasjonalt team av forskere ledet av Tobias Hä. Interessant nok ble dette forslaget født av samme konseptuelle designstudie Som inspirerte Starshot – som ble arrangert Av Initiative For Interstellar Studies (i4iS) i 2013.
Som Starshot krever Dragonfly-konseptet et laserdrevet lys seil som vil slepe et romfartøy opp til relativistiske hastigheter. Imidlertid Vil Dragonfly romfartøy være betydelig tyngre enn en gramskala sonde, noe som vil tillate flere vitenskapelige instrumenter å bli inkludert. Romfartøyet vil også bli bremset av et magnetisk seil ved ankomst.
mens oppdrag som disse sannsynligvis vil koste i nærheten av $100 milliarder å utvikle, Føler Long sikkert at dette i overkommelig pris gitt de potensielle utbetalingene. Når det gjelder utbetalinger, ville et interstellært oppdrag ha mye, som alle ville være opplysende og spennende. Som Lenge sagt:
» muligheten til å gjennomføre nære observasjoner av andre stjernesystemer ville gi oss en mye bedre forståelse av hvordan Vårt Eget Solsystem ble dannet, og også naturen til stjerner, galakser og eksotiske fenomener som sorte hull, mørk materie og mørk energi. Det kan også gi oss bedre spådommer for potensialet for livsutviklende systemer.»
det er også mulighet for at romprober som utfører interstellare reiser ved relativistiske hastigheter, vil oppdage ny fysikk. For tiden forstår forskere Universet når det gjelder kvantemekanikk (oppførsel av materie på subatomisk nivå) og Generell Relativitet (materie på det største av skalaer – stjernesystemer, galakser, superclusters, etc.).
hittil har alle forsøk på å finne En Grand Unified Theory (GUT) – aka. En Teori Om Alt (TOE) – som ville fusjonere disse to tankeskolene har mislyktes. Long hevder at vitenskapelige oppdrag til andre stjernesystemer kan gi en ny syntese, noe som vil hjelpe oss å lære mye mer om Hvordan Universet fungerer som helhet.
men selvfølgelig ville ingen snakk om utbetalinger være komplett uten å nevne den største av alle: å finne livet! Selv om det bare var en koloni av mikrober, ville de vitenskapelige implikasjonene være enorme. Når det gjelder implikasjonene av å finne en intelligent art, vil implikasjonene være umåtelige. Det ville også løse det tidløse spørsmålet om menneskeheten er alene i Universet eller ikke.
«Å Finne intelligent liv ville være en spillveksler, siden hvis vi skulle komme i kontakt med en slik art og dele vår kunnskap med hverandre, vil dette ha en dyp effekt på vår vitenskap, men også våre personlige filosofier,» Sa Long. «Dette er viktig når man vurderer det gamle spørsmålet om menneskelig opprinnelse.»
Men selvfølgelig må mye skje før slike oppdrag kan overveies. For det første må de teknologiske kravene, selv for et teknisk gjennomførbart konsept Som Starshot, tas opp i god tid. Som vil alle de potensielle risikoene forbundet med interstellar flytur ved relativistiske hastigheter.
men fremfor alt må vi vite på forhånd hvor vi skal sende disse oppdragene for å maksimere den vitenskapelige avkastningen på investeringen. Det er her tradisjonell astronomi og astrofysikk vil spille en stor rolle. Så lenge forklart:
før noen oppdrag blir lansert på andre stjernesystemer, vil det være nødvendig å først karakterisere den vitenskapelige verdien av å besøke disse systemene før hånden, noe som vil kreve de astronomiske observasjonsplattformene med lang rekkevidde. Så, når sondene er lansert, vil de også bidra til å kalibrere våre målinger av kosmisk avstandsskala, som også vil bidra til å forbedre våre astronomiske instrumenter. Det er derfor klart at enhver art som ønsker å bli opplyst Om Universet og dets plass i Det, bør omfavne begge former for spørre siden de forbedrer hverandre.
det kan ta mange tiår før menneskeheten er beredt til å bruke tid, energi og ressurser på et interstellært oppdrag. Eller det kan bare være et spørsmål om år før eksisterende forslag har alle tekniske og logistiske problemer utarbeidet. Uansett, når et interstellært oppdrag er montert, vil det være en viktig og ekstremt historisk begivenhet.
Og når det begynner å sende tilbake data fra de nærmeste stjernesystemene, vil det være en hendelse uten sidestykke i historien. Bortsett fra de nødvendige fremskrittene innen teknologi, er alt som trengs viljen til å gjøre de avgjørende investeringene skje.
Videre Lesing: arXiv