pe 14 iulie 2015, Misiunea New Horizons a făcut istorie când a devenit prima navă spațială robotică care a efectuat un zbor al lui Pluto. Pe 31 decembrie 2018, a făcut din nou istorie fiind prima navă spațială care s – a întâlnit cu un obiect din centura Kuiper (KBO) – Ultima Thule (2014 MU69). În plus, sonda Voyager 2 sa alăturat recent sondei sale surori (Voyager 1) în spațiul interstelar.
având în vedere aceste realizări, este de înțeles că propunerile pentru misiuni interstelare sunt din nou luate în considerare. Dar ce ar presupune o astfel de misiune și chiar merită? Kelvin F. Long, co-fondatorul Inițiativei pentru studii interstelare (I4is) și un susținător major al zborului interstelar, a publicat recent o lucrare care susține ideea de a trimite misiuni robotizate către sistemele stelare din apropiere pentru a efectua recunoaștere in situ.
lucrarea, intitulată „sondele interstelare: beneficiile pentru astronomie și astrofizică”, a apărut recent online. Lucrarea rezumă materialul pe care Long îl va prezenta la cel de-al 47 – lea Simpozion IAA privind viitoarele misiuni de astronomie spațială și știință a Sistemului Solar – care face parte din cel de-al 70-lea Congres Internațional Astronautic-din octombrie. 10, 2019; mai exact, sesiunea care se ocupă de strategiile și planurile Agenției Spațiale.
pentru început, Long prezintă modul în care astronomia / astrofizica (în special în cazul în care telescoapele spațiale au fost implicate) și explorarea spațiului folosind sonde robotizate au avut un impact profund asupra speciei noastre. După cum a explicat Universului astăzi prin e-mail:
„efortul astronomic ne-a deschis orizonturile cunoașterii despre originea și evoluția sistemului Solar, a galaxiei și a Universului mai larg. Este o activitate pe care oamenii au desfășurat-o de zeci de mii de ani, în timp ce ne-am uitat spre stele și ne-au încurajat curiozitatea. Nu am putut atinge niciodată stelele, dar le-am putut privi, iar instrumentele ne-au oferit potențialul de a le privi și mai atent. Apoi, descoperirea spectrului electromagnetic ne-a ajutat să înțelegem Universul într-un mod pe care nu l-am mai făcut până acum.”
în prezent, eforturile umanității de a studia direct planetele și corpurile cerești s-au limitat în întregime la Sistemul Solar. Cele mai îndepărtate misiuni robotizate au călătorit (sondele spațiale Voyager 1 și 2) au fost la marginea exterioară a heliopauzei, granița dintre sistemul nostru Solar și mediul interstelar.
toate aceste misiuni ne-au învățat multe despre formarea planetară, istoria și evoluția sistemului nostru Solar și despre planeta Pământ în sine. Și în ultimele decenii, desfășurarea misiunilor precum Hubble, Spitzer, Chandra, Kepler și Transiting Exoplanet Survey Satellite (Tess) au dezvăluit mii de planete dincolo de sistemul nostru Solar.
în mod natural, acest lucru a dus la un interes reînnoit pentru misiunile de montare care ar putea explora direct planetele extrasolare. În același mod în care misiuni precum MESSENGER, Juno, Dawn și New Horizons au explorat Mercur, Jupiter, Ceres și Vesta și, respectiv, Pluto, aceste misiuni ar fi responsabile pentru reducerea decalajului interstelar și transmiterea imaginilor și datelor planetelor îndepărtate.
” o, întrebarea este dacă ne mulțumim doar să le privim de departe sau am vrea să mergem acolo?”a spus lung. „Sondele spațiale oferă un avantaj clar față de teledetecția cu rază lungă de acțiune, care este potențialul pentru investigații științifice directe in situ de pe orbită sau chiar la suprafață. Într-un univers în care Pământul și chiar sistemul nostru solar sunt reduse la un simplu punct albastru pal printre vid, am fi nebuni să nu încercăm într-o zi.”
dar, desigur, perspectiva explorării altor sisteme solare prezintă unele dificultăți majore, dintre care cel mai puțin este costul. Pentru a pune în perspectivă, Programul Apollo a costat aproximativ 25,4 miliarde de dolari USD, care se ridică la 143,7 miliarde de dolari atunci când este ajustat pentru inflație. Trimiterea unei nave către o altă stea este, prin urmare, ca să fugi în trilioane.
dar, așa cum a explicat mult timp, toate aceste provocări pot fi rezumate în două categorii. Primul abordează faptul că ne lipsește maturitatea tehnologică necesară:
„la fel ca toate navele spațiale, o sondă spațială interstelară ar avea nevoie de putere, propulsie și alte sisteme pentru a-și îndeplini misiunea și a-și atinge cu succes ținta și a-și dobândi datele. Construirea de nave spațiale care pot merge suficient de repede pentru a realiza călătoria către cele mai apropiate stele într-un timp rezonabil de viață umană și, de asemenea, alimentarea acestor sisteme de propulsie, nu este ușoară și depășește performanța oricărei tehnologii pe care am lansat-o vreodată în spațiu până în prezent cu mai multe ordine de mărime. Cu toate acestea, principiile de bază pe care ar funcționa aceste mașini, din punct de vedere al fizicii și ingineriei, sunt bine înțelese. Este nevoie doar de un program concentrat de efort pentru a face acest lucru posibil.”
după cum am abordat într-o postare anterioară, ar dura un timp incredibil de lung pentru a se aventura chiar și la cea mai apropiată stea. Folosind tehnologia existentă, ar fi nevoie de o navă spațială oriunde de la 19.000 la 81.000 de ani pentru a ajunge la Alpha Centauri. Chiar și folosind propulsia nucleară (o tehnologie fezabilă, dar care nu a fost încă testată), ar dura încă 1000 de ani pentru a ajunge acolo.
a doua problemă majoră, potrivit lui Long, este lipsa voinței politice. În prezent, planeta Pământ se confruntă cu multiple probleme, dintre care cele mai mari sunt suprapopularea, sărăcia și schimbările climatice. Aceste probleme, combinate, înseamnă în esență că umanitatea va trebui să se ocupe de nevoile mai multor miliarde de oameni, în timp ce se ocupă în același timp de diminuarea resurselor.
„având în vedere problemele concurente de pe Pământ, se consideră că nu există nicio justificare astăzi pentru a aproba cheltuielile unor astfel de misiuni”, a spus Long. „Evident, descoperirea unei exoplanete cu o biologie potențial interesantă poate schimba acest lucru. Există potențialul sectorului privat de a încerca astfel de misiuni, dar acestea sunt probabil în viitor, deoarece majoritatea eforturilor private se concentrează pe lună și Marte.”
singura excepție de la aceasta, explică Long, este proiectul Breakthrough Initiatives ” Starshot, care își propune să trimită o sondă la scară gram la Proxima Centauri în doar 20 de ani. Acest lucru ar fi posibil prin utilizarea unei pânze ușoare, care ar fi accelerată de lasere la viteze relativiste de până la 60.000 km/s (37.282 mps), sau 20% viteza luminii.
un concept de misiune similar este cunoscut sub numele de Proiectul Dragonfly, un concept dezvoltat de o echipă internațională de oameni de știință condusă de Tobias H. Interesant este că această propunere s – a născut din același studiu de design conceptual care a inspirat Starshot-care a fost găzduit de inițiativa pentru studii interstelare (i4iS) în 2013.
la fel ca Starshot, conceptul Dragonfly necesită o pânză ușoară cu laser care să tracteze o navă spațială până la viteze relativiste. Cu toate acestea, nava spațială Dragonfly ar fi semnificativ mai grea decât o sondă la scară gram, ceea ce ar permite includerea mai multor instrumente științifice. Nava spațială ar fi, de asemenea, încetinită de o pânză magnetică la sosire.
în timp ce misiuni ca acestea sunt susceptibile de a costa în apropiere de 100 de miliarde de dolari pentru a se dezvolta, Long cu siguranță simte că acest lucru în domeniul accesibilității, având în vedere potențialele plăți. Vorbind de recompense, o misiune interstelară ar avea o mulțime, toate acestea ar fi edificatoare și interesante. Așa cum a spus Long:
„oportunitatea de a efectua observații apropiate ale altor sisteme stelare ne-ar oferi o înțelegere mult mai bună despre modul în care s-a format propriul nostru sistem Solar și, de asemenea, despre natura stelelor, galaxiilor și fenomenelor exotice precum găurile negre, materia întunecată și energia întunecată. De asemenea, ne-ar putea oferi previziuni mai bune pentru potențialul sistemelor de evoluție a vieții.”
există, de asemenea, posibilitatea ca sondele spațiale care efectuează călătorii interstelare la viteze relativiste să descopere o nouă fizică. În prezent, oamenii de știință înțeleg Universul în ceea ce privește mecanica cuantică (comportamentul materiei la nivel subatomic) și relativitatea generală (Materia la cea mai mare scară – sisteme de stele, galaxii, superclustere etc.).
până în prezent, toate încercările de a găsi o mare teorie unificată (GUT) – aka. o teorie a tuturor (TOE) – care ar fuziona aceste două școli de gândire au eșuat. Long afirmă că misiunile științifice către alte sisteme stelare ar putea foarte bine să ofere o nouă sinteză, care ne-ar ajuta să învățăm mult mai multe despre modul în care funcționează Universul în ansamblu.
dar, desigur, nici o discuție despre recompense nu ar fi completă fără a menționa cea mai mare dintre toate: găsirea vieții! Chiar dacă ar fi doar o colonie de microbi, implicațiile științifice ar fi imense. În ceea ce privește implicațiile găsirii unei specii inteligente, implicațiile ar fi incomensurabile. De asemenea, ar rezolva întrebarea atemporală dacă umanitatea este sau nu singură în univers.
„găsirea vieții inteligente ar schimba jocul, deoarece dacă ar fi să luăm contact cu o astfel de specie și să ne împărtășim cunoștințele între noi, acest lucru va avea un efect profund asupra științelor noastre, dar și asupra filozofiilor noastre personale”, a spus Long. „Acest lucru este important atunci când se ia în considerare problema veche a originilor umane.”
dar, desigur, trebuie să se întâmple multe înainte ca astfel de misiuni să poată fi avute în vedere. Pentru început, cerințele tehnologice, chiar și pentru un concept fezabil din punct de vedere tehnic precum Starshot, trebuie abordate cu mult timp în avans. La fel ca toate riscurile potențiale asociate zborului interstelar la viteze relativiste.
dar, mai presus de toate, va trebui să știm din timp unde să trimitem aceste misiuni pentru a maximiza randamentul științific al investiției noastre. Aici astronomia tradițională și astrofizica vor juca un rol important. Așa cum a explicat mult timp:
înainte ca orice misiune să fie lansată la alte sisteme stelare, va fi necesar să se caracterizeze mai întâi valoarea științifică a vizitei acestor sisteme înainte de mână, ceea ce va necesita platformele de observare astronomică cu rază lungă de acțiune. Apoi, odată ce sondele au fost lansate, ele vor ajuta, de asemenea, la calibrarea măsurătorilor noastre ale scării distanței cosmice, ceea ce va contribui, de asemenea, la îmbunătățirea instrumentelor noastre astronomice. Prin urmare, este clar că orice specie care aspiră să fie luminată despre Univers și locul său în el, ar trebui să îmbrățișeze ambele forme de interes, deoarece se sporesc reciproc.
s-ar putea să treacă multe decenii înainte ca omenirea să fie pregătită să dedice timpul, energia și resursele unei misiuni interstelare. Sau poate fi pur și simplu o chestiune de ani înainte ca propunerile existente să aibă toate problemele tehnice și logistice elaborate. Oricum, atunci când o misiune interstelară este montată, va fi un eveniment important și extrem de istoric.
și când va începe să trimită înapoi date de la cele mai apropiate sisteme stelare, va fi un eveniment de neegalat în istorie. În afară de progresele necesare în tehnologie, tot ce este necesar este voința de a face investițiile cruciale să se întâmple.
lecturi suplimentare: arXiv