Ad astra: сможет ли человек добраться до звезд в обозримом будущем?
Иногда создается впечатление, что звезды находятся достаточно близко и мы можем отправиться к ним. Однако «достать звезду с неба» остается крайне сложной задачей для человечества, поскольку космос невероятно велик, а наши возможности ограничены законами физики и колоссальными расстояниями. В этой статье мы рассмотрим, возможно ли долететь до звезд и какие технологии разрабатываются для осуществления межзвездных путешествий.
Можем ли мы долететь до звезд?
На текущем этапе технологического развития человечества межзвездные путешествия невозможны. Например, Проксима Центавра, ближайшая к нам звезда, находится в четырех световых годах от Земли. Чтобы туда добраться, нужно лететь со скоростью света (300 тыс. км в секунду) на протяжении четырех лет. Космический аппарат New Horizons летел бы до этой звезды около 80 тыс. лет.
Помимо огромных расстояний, существуют серьезные технические и биологические препятствия. Межзвездный космический корабль должен выдерживать экстремальные условия глубокого космоса, обеспечивать тепло и навигацию, а также поддерживать связь с Землей. Если речь идет о пилотируемом полете, это станет еще сложнее из-за необходимости поддержания жизни людей на протяжении длительного путешествия, что потребует создания долговечной энергетической системы. Кроме того, долгосрочное воздействие радиации и невесомости может привести к серьезным проблемам со здоровьем экипажа.
А если лететь на самом быстром аппарате?
29 июня 2024 года космический зонд «Паркер» (Parker Solar Probe), созданный NASA для изучения внешней короны Солнца, достиг рекордной скорости в 635 266 км/ч. Ожидается, что она увеличится до 692 000 км/ч во время сближения с Солнцем в 2025 году. Однако этого все еще недостаточно для полета к ближайшим звездам.
Даже при ошеломляющей скорости в 700 000 км/ч, которая может быть достигнута в дальнейшем, путь к Альфе Центавра занял бы примерно 59 млн лет. Таким образом, несмотря на впечатляющие достижения в области космических технологий, нам все еще нужно разработать более быстрые и эффективные способы межзвездных путешествий.
Какие попытки были предприняты Россией, чтобы достичь звезд?
В 2016 году в Нью-Йорке анонсировали проект Breakthrough Starshot. В нем участвовали российский миллиардер Юрий Мильнер и астрофизик Стивен Хокинг, которые задумали отправить космические аппараты на солнечных парусах к Альфе Центавра, чтобы изучить возможности межзвездных путешествий и доказать, что это технически возможно. Добраться до звезды, расположенной на расстоянии 4,37 световых лет от Земли, планировалось примерно за 20 лет.
Концепция Breakthrough Starshot предусматривала запуск базовой космической станции, которая выведет около тысячи крошечных роботов на высокую эллиптическую орбиту и затем запустит их один за другим. Каждый микрозонд должен был быть оснащен солнечным парусом площадью примерно 10 кв. м и обладать высокой отражательной способностью для широкого диапазона световых частот. Однако подходящие материалы для создания таких парусов на тот момент не были разработаны, и проект не достиг конкретных результатов — в основном из-за технических сложностей.
Как продвигается разработка нового типа солнечного паруса для межзвездных полетов?
В июле 2024 года группа нидерландских инженеров под руководством Ричарда Норта из Делфтского технического университета разработала новый световой парус из нитрида кремния. Он легко может поместиться в ладонь, так как его размер составляет всего 36 кв. см. Весит новый тип паруса всего несколько микрограммов и обладает высокой отражательной способностью. При этом его производство намного дешевле и быстрее предыдущих моделей, которые хотели использовать Мильнер и Хокинг в своем проекте.
Для изготовления солнечных парусов команда Норта применяет технологию, аналогичную той, которая используется при производстве полупроводниковых пластин для микросхем. Текущие производственные установки рассчитаны на работу с крупными пластинами, которые сильно превышают размеры солнечных парусов, разработанных нидерландскими инженерами. Поэтому для массового производства таких маленьких парусов потребуется создание специального оборудования, способного обрабатывать изделия более мелких размеров.
Если технология массового производства новых парусов будет успешно внедрена, она может стать ключевой для межзвездных миссий и отработки других космических технологий, таких как сбор солнечной энергии в космосе. Тем не менее у ученых еще остаются нерешенные технические задачи, например, вопрос управления множеством легких микрозондов.
