До Альфы Центавра за 20 лет: а может, получится?

12 Декабря 2016 в 14:35, Николай Хижняк 15 775 просмотров 26

В апреле этого года группа бизнесменов и ученых, включая Стивена Хокинга, объявила об амбициозном проекте по исследованию межзвездного пространства с помощью компактного наноспутника размером с почтовую марку, работающего на базе лазерной тяги. Цель: добраться до ближайшего соседа Солнечной системы – Альфы Центавра.

Если этот крошечный космический аппарат удастся разогнать почти до планируемой 1/5 скорости света, то добраться до пункта назначения кораблю удастся всего за 20 лет. Но сможет ли электроника такого крошечного и хрупкого аппарата проработать в течение 20 лет в условиях сурового космоса?

Самой главной проблемой, с которой придется столкнуться проекту Breakthrough Starshot Хокинга, по мнению исследователей из NASA и Корейского института науки и технологии, является космическая радиация.

Как и в случае с астронавтами, космическому кораблю придется ежесекундно испытывать колоссальное воздействие высокозаряженных частиц, которые могут вызывать серьезные повреждения в слое диоксида кремния, которым будет покрыт космический аппарат. При таком раскладе все внутренние компоненты аппарата выйдут из строя задолго до окончания 20-летнего космического путешествия.

Как же решить эту проблему? Одним из вариантов, по мнению ученых из NASA, может являться прокладка маршрута вокруг наиболее опасных участков, где концентрация радиационного фона гораздо выше обычного уровня. Однако в этом случае длительность миссии может многократно возрасти. Кроме того, даже минимальное воздействие излучения со временем обязательно приведет к некоторым серьезным повреждениям космического аппарата.

Другим, более практичным вариантом может являться экранирование зонда и его электроники в надежде на снижение воздействия губительного космического радиационного фона. Однако, опять же, добавление дополнительного веса космическому аппарату замедлит скорость выполнения миссии, так как более крупный аппарат не удастся разогнать до нужных скоростей.

Однако есть и третий способ, который может сработать, если мы сможем построить нанокорабль, способный самостоятельно восстанавливаться от воздействия космической радиации на пути к Альфе Центавра.

«На самом деле технология самовосстановления чипов существует уже не один год», — говорит исследователь NASA Джин Ву Хан.

Вопрос могут решить экспериментальные транзисторы GAA FET (gate-all-around), разработанные международной командой ученых. Их особенность заключается в том, что чипы на базе этих транзисторов могут восстанавливаться под воздействием тепла. Генерировать тепло, в свою очередь, можно будет с помощью электрического тока. Основная идея связана с тем, что подобный чип, находящийся внутри космического аппарата, будет выключаться во время долгого космического путешествия каждые несколько лет. В моменты таких «перезагрузок» воздействие тепла будет его восстанавливать от последствий воздействия радиации. После восстановления чип будет заново включаться и продолжать выполнять свою работу.

В лабораторных тестах этих транзисторов ученые убедились, что флеш-память на их базе при нагреве может быть восстановлена до 10 000 раз, а DRAM-память – до 1012 раз. Разумеется, с точки зрения перспективы использования в космических кораблях на данный момент эти транзисторы являются пока гипотетическим решением. Как уже говорилось выше, транзисторы экспериментальные. Необходим свежий и сторонний взгляд на их эффективность. Однако создавшая их команда считает, что их использование в подобных Breakthrough Starshot космических миссиях действительно возможно.

Конечно же, решение проблемы работы электроники в сложных условиях – это лишь часть более масштабной головоломки. Если крошечный космический аппарат действительно отправится навстречу к Альфе Центавра, то ему придется бороться не только с радиацией. Столкновения с космическим газом и пылью будут нести не меньшую опасность в этом путешествии.

Ранее в этом году научная группа проекта Breakthrough Starshot начала проведение серии экспериментов на определение всех возможных рисков и обнаружила, что столкновение такого крошечного корабля даже с частичками космической пыли будут катастрофическими. А это означает, что необходимо опять возвращаться к вопросу защитного экранирования аппарата.

Перед тем как проект станет реальностью, потребуется провести колоссальную работу. И не только инженерную, но и научную. Однако в конечном итоге все усилия могут оказаться ненапрасными. Сама идея, скорее даже не идея, а вполне реальное желание – достичь звезды за пределами Солнечной системы за 20 лет — должна не только поражать, но и невероятно мотивировать. Как первого, так и второго у современной науки, к счастью, в избытке.

До Альфы Центавра за 20 лет: а может, получится?

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

26 комментариев

  1. SithV

    ну короче ясно, очередная научная фантастика) на 1/5 скорости света его распд@расит за первые пару месяцев полета... пыль, метеориты, газ...

    не говоря уже о коммуникации с этой штуковиной, 4 года только отправить сигнал и еще 4 ждать ответа..

    да и какие датчики можно запихнуть в почтовую марку? ну долетит он, и сделает селфи на фоне звезды - пипец достижение! (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

    • Ifath

      А еще если крошечный нано корабль сделает селфи рядом с экзопланетой похожую на нашу землю, тогда это будет действительно пипец.

    • voviliamus

      Большая часть окружающих тебя вещей 100 лет назад была научной фантастикой. А некоторые вещи были фантастическими всего 50 лет назад.

  2. Aldo

    Думаю, не смогут защитить от радиации. 20 лет всё таки, а защита тонкая. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  3. ponchic

    Я думаю что где то в солнечной системе рептилоиды должны были оставить врата в гиперпространство, ибо как такие маленькие НЛО могут самостоятельно путшествовать между звездами?

    • granny

      Просто они используют двигатель основанный на энергии производимой копулирующими курами. Когда-нибудь мы тоже изучим эту технологию и даже заменим копулирующих кур человеком и тогда человек сможет вечно тра*аться на пути к звёздам!

  4. tron

    Слишком много всяких "если", "но", "однако". Не долетит, не надейтесь.

  5. alex-freeman

    Долетит, но не затормозит )) (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  6. CHAKA

    Такси мне нужно на альфу центавра.сколько стоит (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  7. Хутор

    Бред. Ладно Маск, но от Хокинга...

  8. Megard

    Даже если все сложится в лучше виде и ЭТО долетит, мы об этом никогда не узнаем, потому что никакой информации на Землю ЭТО передать не сможет.

    • Megard

      Хотя, если запустить сотни тысяч таких марок и в системе альфы они соберутся во что то способное послать достаточно мощный сигнал и передать инфу тогда да, смысл есть.

    • Хутор

      Сможет, иначе смысл направлять кусок земной материи в другую звездную систему без передатчика информации???

    • ponchic

      Жители альфы центавры поймают их и с помощью собственных радиотелескопов пошлют ответ, как можно это не понять?

  9. elphe

    По теории относительности, это он потратит 20 лет на полёт, а мы уже не дождёмся, у нас 100 лет пройдет наверное...

    • Хутор

      При чем тут ТО? И как вообще у вас согласовалось 20 лет с сотней?

    • Spiridonov

      Вы хоть формулу релятивистского замедления времени в школе проходили?
      https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5f04c00071592ccd8fa0adc8dbf76e25530768cb
      Подставьте в эту формулу все значения и вы увидите, что на Земле пройдет 20 лет, а на этом аппарате 19 лет и 7 месяцев

      • Lesnick

        В школе этого не проходят. Хотя я конечно в 2001 окончил, могу ошибаться (отправлено из приложения Hi-News.ru)

        • Spiridonov

          Странно. Я это в школе проходил. Учился в школе №234 в Санкт-Петербурге. У нас был курс ОТО и СТО и квантовая физика. Меташева Вера Сергеевна

          • Хутор

            Ну что вы, Вера Сергеевна, школы разные бывают и преподаватели всех предметов не везде есть. )))

            • Spiridonov

              Вера Сергеевна - это мой бывший учитель физики. Кстати, говоря, она трижды лауреат премии Сороса

  10. Spiridonov

    Самое интересное, что кинетическая энергия такого аппарата будет порядка триллиона джоулей. Если такой аппарат врежется в пылинку, то мощность взрыва будет сравнима с мощностью тактического ядерного заряда

    • Amadey

      И по закону сохранения энергии, что бы разогнать ее до такой скорости понадобится не меньшая мощность.

    • mr Vanya

      Во первых надо считать мощность исходя из кинэнергии"пылинки", а не самого аппарата.
      А во вторых "пылинка" прошьёт его и не заметит.
      Ну и вероятность оного события равна нулю.

  11. Аноним

    А как же вояжеры, бороздят больше 15 лет ? И сигналят до сих пор! Радиация им нипочем! (отправлено из приложения Hi-News.ru)

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.