Проект Breakthrough Starshot: долетит ли зонд c Земли до системы Альфа Центавра со скоростью в 20% световой?



    В научной фантастике космические корабли давно уже передвигаются по всей Вселенной при помощи «червоточин», гипердвигателей и прочих систем, явлений и устройств. Червоточины или гипердвигатели, по мнению некоторых ученых, вовсе не являются сказкой, и создать их теоретически возможно. Правда, не сейчас и не в ближайшем будущем — у нас просто нет необходимых знаний и технологий.

    Ну а что насчет полететь к другой звезде со скоростью в 15-20% световой? Это вполне реально. Так считают ученые, популяризаторы науки, так считают и авторы проекта Breakthrough Initiatives, работающие над проектом Breakthrough Starshot. Задача проекта — создание космических кораблей со световым парусом, которые способны долететь до системы Альфа Центавра за 20-30 лет. Для того, чтобы добраться до этой системы за такое время, космический корабль и должен двигаться со скоростью от 15% до 20% от скорости света.

    Что по плану?


    Основная идея проекта была озвучена 12 апреля этого года на пресс-конференции в Нью-Йорке. Основатели Breakthrough Starshot — Юрий Мильнер и Стивен Хокинг. В инициативный совет проекта входит и Марк Цукерберг, глава Facebook. По мнению Мильнера, стоимость проекта не так велика — 5-10 млрд долларов США. Первый корабль, как он считает, может отправиться к звезде уже через 20 лет.

    В рамках Breakthrough Starshot планируется запуск базового корабля, который выведет на орбиту множество небольших космических аппаратов. С земли на солнечные паруса этих аппаратов будут воздействовать лазерным лучом. Лазеры достаточно мощные, на солнечные паруса размером 4*4 м планируется направить несколько лазерных лучей с энергией в 1 тераджоуль (по некоторым данным — 100 гигаджоулей).



    При помощи лазера миниатюрные космические аппараты нацелят на систему Альфа Центавра, лазер же будет разгонять зонды до необходимой скорости. Когда (и если) земные устройства туда долетят, они смогут получить снимки всей системы. Всего к Альфе Центавра отправят около 1000 миниатюрных звездолетов. Данные на землю аппараты будут передавать при помощи миниатюрной лазерной системы — антенной будет служить солнечный парус. Каждый зонд будет состоять из камеры, солнечного паруса, лазерной системы передачи данных, плутониевого источника энергии.

    А теперь — о проблемах


    Сам проект выглядит достаточно реалистично — запустить мини-звездолеты, вероятно, можно. И достичь скорости в 15-20% от световой, наверное, тоже можно. Но здесь возникает одна проблема. Дело в том, что при столь высокой скорости для зонда будет представлять проблему не только метеорит или пыль, опасными становятся столкновения даже с отдельными атомами. Сейчас ученые пытаются понять, насколько опасными будут такие столкновения и как часто они будут происходить (в том, что будут, сомнений нет). Собственно, потому и планируется отправить 1000 аппаратов — по мнению авторов проекта, определенная часть зондов останется целой.

    Основная проблема в том, что межзвездное пространство не пустое. Здесь есть пыль, и ее довольно много, есть отдельные атомы, которых еще больше. Все эти объекты представляют реальную опасность для зондов.

    Атомы. Само по себе столкновение с атомом не столь опасно, а вот высвобождающаяся при столкновении энергия уже представляет собой значительную проблему. При высвобождении энергии корпус или отдельные элементы зонда будут нагреваться. Температура будет настолько высокой, что в месте столкновения материал зонда будет просто испаряться. Или же просто плавиться, что вызовет изменения в свойствах материала.

    Используя известные данные о концентрации межзвездного газа, авторы выполнили некоторые подсчеты для получения более-менее реальной информации о последствиях таких столкновений. Как оказалось, наиболее распространенные во Вселенной водород и гелий не представляют значительной проблемы. Хуже всего придется зондам при столкновениях с более тяжелыми атомами таких элементов, как кислород, магний, железо.

    По мнению специалистов, тяжелые атомы смогут испарять или плавить материал корпуса зонда в пределах 0,1 мм. Не так много, но если атомы будут встречаться часто, то зонд окажется в большой опасности.

    Пыль. Это проблема несколько иного характера. Пыль сформирована из атомов и молекул элементов более тяжелых, чем водород или гелий. Пыль, даже самая мелкая, гораздо крупнее отдельного атома. И последствия столкновения с частицами пыли для зонда будут более тяжелыми, чем столкновение с атомами. Относительно крупная частица пыли — одна-единственная частица — может вывести весь аппарат из строя. Размер такой частицы оценивается в 15 микрометров. К счастью, в межзвездном пространстве пыль такого размера скорее редкость, так что, вероятно, не все зонды встретятся на пути с этой опасностью. Фактически, вероятность зонда встретиться с 15 мкм частицей или частицей большего размера исчезающе мала.

    Частицы пыли меньшего размера будут причинять разрушения корпуса аппарата в гораздо больших масштабах, чем атомы. Каждая частичка будет испарять материал в пределах 1,5 мм поверхности аппарата. А вот плавиться материал будет на глубину вплоть до 1 см. Если учесть миниатюрность зондов, это очень существенно.

    Как можно избежать опасности разрушения зонда?


    Есть несколько способов избежать разрушения зондов по пути к цели. Один из них — разместить солнечный парус за специальным щитом. Корпус зонда будет сформирован в виде пули для того, чтобы свести к минимуму вероятность столкновения аппарата с опасными частицами пыли или атомами.



    Для поглощения тепла корпус зонда предлагается покрыть слоем графита. Этот материал будет рассеивать тепло, обеспечивая минимальное воздействие столкновений с частицами и атомами на зонд.

    И еще одна проблема, не столь явная. При испарении вещества в момент столкновения будет изменяться направление движения аппарата и его скорость. 1-2 встречи с частицами пыли не сильно что-то поменяют, но, если такие встречи будут случаться постоянно, аппарат может сильно отклониться от начальной траектории, скорость также значительно изменится. Зонд в этом случае либо вообще не долетит до цели, либо долетит, но время путешествия увеличится. Что делать с этой проблемой специалисты пока не придумали. По оценкам специалистов проекта, каждый фронтальный квадратный сантиметр столкнется на высокой скорости с примерно тысячью частиц размером 0,1 мкм и выше.

    Кроме всего перечисленного выше, есть еще и чисто технические сложности. Дело в том, что зонд должен быть очень миниатюрным для того, чтобы соответствовать лимиту массы. Все элементы зонда должны выдерживать экстремальные условия открытого космоса и ускорение. Да и фокусировка мощнейших лазеров на солнечных парусах зондов — это задача, с которой прямо сейчас люди не смогут справиться в силу ряда технических проблем. По мнению издания The Economist, реализация проекта станет возможной только после улучшения ряда современных технологий на несколько порядков.

    Как бы там ни было, сам проект гораздо реальнее всех прочих, где требуются либо атомные двигатели, либо антиматерия, либо варп-привод и прочие технологии, которые пока что относятся к разряду проектов очень-очень отдаленного будущего.
    Поделиться публикацией
    Комментарии 74
      0
      На мой абсолютно любительский взгляд — очень интересная затея, поэтому удивлен, почему здесь нет ни одного комментария? Или это что-то совсем нереальное?
        +5
        Этот проект на ГТ обсуждался, и не раз. Вот здесь, например, есть кое-какая обоснованная критика в комментариях.
          0
          Спасибо
        –2
        В первую очередь, мне кажется, надо изобрести «нанитов», которые будут производить ремонт кораблей после каждого такого столкновения, а уже потом думать куда и на чём лететь.
          +2
          Во-первых, как корабль с «нанитами» уложиться в ограничения массы в несколько грамм, а во-вторых, откуда «наниты» будут брать энергию и зап.части для ремонта? Такие «наниты», ИМХО, это технологии близкие по уровню к двигателям на антиматерии, варпу и т.п. и скорее всего будут недоступны нам ещё пару столетий.
            +2
            Всегда было интересно, как люди определяют через какой промежуток времени будет доступна та или иная технология.
              +3
              Определить когда будет доступна нельзя, зато можно указать промежуток времени, в течение которого технология абсолютно точно НЕ будет доступна.
                –1
                Абсолютно точно? А вы самоуверенный.
            –1
            При столкновении даже с атомом всё что ему встретится на пути — улетит по закону сохранения импульса, как бильярдный шар.
            Пусть и на скорости 1% световой.
            И чем восполнять выбитое?
            Кроме того, за время полёта хотя бы до ближайшей звезды выбитыми могут оказаться вообще все атомы — нанозонд он тонкий…
              0
              Не то, чтобы вылетит, но придёт в движение, то есть приведёт к увеличению температуры. Движущиеся атомы паруса начнут взаимодействовать с другими соседними атомами. Если температура превысит определённое значение (а она превысит), начнётся испарение в зоне столкновения. Потеряется больше, чем просто часть атомов на траектории удара. Однако! Целостность паруса не потеряется от столкновения с одним атомом. Межатомные связи и всё такое.
              –3
              Это сложно, проще поставить обычный энергетический щит. Энергию на него можно брать с тех же лазеров (часть паруса сделаем солнечной батареей).
                +1
                Обожаю, когда обсуждают какую из отсутствующих у человечества технологий проще/дешевле/лучше использовать.
                  +2
                  Так в этом и фан, типа мы такие в будущем.
                  Собственно, автор поста первый начал. Нет этих зондов, и лазеров нет, ни денег для их создания нет, ни энергии для их работы, проект в лучшем случае на салфетке в презентазии. Но обсуждают, интересно же.
              +1
              > 1-2 встречи с частицами пыли не сильно что-то поменяют, но, если такие встречи будут случаться постоянно, аппарат может сильно отклониться от начальной траектории

              Разве столкновения не будут распределены по площади аппарата равномерно, что при условии его симметричности в силу закона больших чисел приведёт к компенсации отклонений?

              А вообще мне всегда было интересно, возможно ли аналогичное аэродинамическому управление траекторией аппарата на скоростях приближающихся к световым.
                0
                С какой радости они должны быть равномерные?
                  +2
                  Чему равна сумма нормально распределенных величин? Правильно, нормально распределенной величине, но с дисперсией в sqrt(N) раз больше. Т.е. если вы запустите много-много аппаратов, то, в среднем, они полетят куда нужно, но вот разброс увеличится во много раз. Ну или как еще объяснить, броуновская частица там, все такое…

                  Невозможно, длина свободного пробега атомов в космосе очень большая.
                    0
                    Среднее отклонение будет расти всё равно как корень из N (числа столкновений).
                    +8
                    Вообще даже фотонный звездолет выглядит не менее реалистично чем этот проект.
                    Сходу возникают вопросы по сравнению с которыми столкновения с пылью наименьшая проблема из всех.

                    1) 100ГВт размазанные по 4 кв. метрам нехило нагреют парус, и что еще печальнее сам аппарат
                    2) Сейчас мы с трудом слышим Вояджер который на ритэге пикает нам с границы гелиосферы, что там сможет передать этот аппарат на «магической» плутониевой батарейке вопрос, ну и использовать на нем уголковый отражатель для нашего лазера тоже задача за гранью обсуждения в этой жизни.
                    3) Аппарат пролетит мимо на скорости в 20% от скорости света, что он там сможет передать тоже вопрос. «Семейный потрет» и «Бледная голубая точка » в лучшем случае?
                    4) Массогабаритные ограничения на сам аппарат такие, что влепить можно приблизительно ничего.

                    И печально, что эти ограничения преодолеть в обозримом будущем не выйдет. С фотонным звездолетом тоже все предельно просто =) Нужно только сделать идеальное зеркало и запастить антивеществом в промышленных масштабах.
                      0
                      1) 100 ГДж — это энергия, которую аппарат суммарно должен получить. Если такую энергию передать мгновенно, то аппарат разогреется до миллионов градусов и в нём начнётся термоядерный синтез.
                      2) Можно пытаться использовать свет/энергию удалённой звезды, но явно не на 20% от скорости света.
                        0

                        Если передать энергию мгновенно, то получим нагрев до миллионов градусов. Если передать энергию не мгновенно, то эффект Доплера никто не отменял: для аппарата на околосветовой скорости лазерный луч уедет в длинноволновую часть спектра и не сможет с ним взаимодействовать

                          0
                          Речь в статье идет о 0.2 световой… До какой скорости нужно разогнать аппарат, что бы скажем желтый свет ушел для него хотя бы в инфракрасный?
                            +1
                            Почти до скорости света. Для относительно «малых» скоростей релятивисткие поправки невелики, и на 20% скорости света сдвиг частоты/длинн волн и будет примерно на 20%. Т.е. например из зеленого видимого станет желтым видимым или из желтого — красным.

                            Хотя это как раз и проблема — они там нафантизировали зеркал с 99.999% отражением(без этого аппарат просто сгорит при такой мощности излучения), которые могут работать с такой эффективностью только в очень узком диапазоне частот/длинн волн. А как раз даже небольшой смещение спектра из-за эффекта Допплера очень быстро выведет ее из этого диапазона и аппарат просто сгорит от перегрева, т.к. упадет коэффициент отражения — даже при 99% отражении он быстро испарится.

                            Либо наземные лазеры должны непрерывно (и очень быстро) менять свою частоту, чтобы с учетом эффекта Допплера до постоянно ускоряющегося объекта приходило излучение с примерно постоянной длинной волны.
                              0
                              Там довольно интересно получается с лазерным разгоном… Чем большая скорость, и соответсвенно смещение волны, тем дальше аппарат уже ушел от лазера и тем меньшая мощность попадает на зеркало… Температура зеркала получается одинаковой весь разгон… Расчеты если хотите есть на «Аэробазе».
                                +1
                                Тогда эффективность такого разгона будет ниже плинтуса — очень быстро большая часть энергии лазеров начнет уходить мимо (в пространство) и ускорение начнет быстро падать (обратно квадрату расстояния).

                                Поэтому авторы этой шапкозакидательской идеи и фантазируют от десятках или сотнях ГВт лазеров и ускорениях аппарата в тысячи g — чтобы успеть разогнать аппарат почти до полной целевой скорости (не меньше 0.1 скорости света), пока пятно лазерных лучей еще не стало намного больше самого аппарата(его парусов) из-за дифракционного предела фокусировки.

                                Я уже смотрел много рассчетов. И вывод только один — если каждый из рассматриваемых параметров по отдельности еще теоретически можно попытаться достичь на практике, хотя и с огромным трудом — на пределе возможностей современной науки и технологий. Но абсолютно точно невозможно выполнить все нужные для миссии параметры одновременно.

                                Например
                                — можно сделать массу аппарата в несколько грамм как они мечтают — но тогда придется забыть о десятках кв.м парусов и собственном независимом источнике энергии (а как тогда разгонять этот аппарат с крошечной площадью и потом связь с Землей устанавливать без надежного источника энергии и крупной антенны или хотя бы отражателя?)
                                — можно сделать очень легкий тончайший парус с хорошим показателем отражением — но тогда он будет слишком непрочным механически — его порвет даже давлением света от лазеров (не сгорит от перегрева, а именно порвет чисто механическими напряжениями — как давление воздуха или ветер рвет тонкую пленку), ну а те обрывки паруса что останутся рассыпятся в пыль от столкновений с межзведным газом и пылинками в процессе полета еще задолго до подлета к целевой системе. Сам основной аппарат защитить от этого еще можно, а вот его паруса — уже нет.
                                — можно уменьшить удельную(на единицу площади) мощность лазеров, чтобы очень тонкий парус выдержал механические нагрузки от давления света и нагрев, но тогда разгон займет слишком много времени и аппарат улетит слишком далеко прежде чем успеет набрать нужную скорость, и дальше на нем будет уже невозможно фокусировать лучи лазеров из-за фундаментальных ограничений (дифракционный предел) и точности наведения и поэтому до заявленных скоростей он даже близко не разгонится, значит моно забыть о том чтобы долететь за несколько десятков лет — это займет как минимум сотни, если не тысячи лет, а за это время скорее всего бортовая аппаратура выйдет из строя. Да и не интересно это будет никому — даже шансов увидеть результаты проекта нет.
                                — можно создать собственный источник энергии, который будет функционировать десятки лет независимо (например радиоизотопный) и антенну которой хватит для передачи сигналов назад на Землю — но тогда масса каждого аппарата будет самый минимум килограммы — о фантазиях о единицах-десятках грамм придется забыть, а если масса килограммы вместо единиц грамм — опять нужно на пару порядков увеличивать площадь парусов и мощность лазеров (которые уже и так десятки гигаватт предлагались) — уже не пролезет по требуемым энергетическим мощностями на Земле и по экономическим причинам (слишком дорого)

                                и т.д. — таких взаимно исключающих параметров в проекте множество

                                И похоже фантазеры это хорошо понимают — у них везде каждый параметр рассматривается строго по отдельности, без связи с другими. Потому что любая попытка их увязать вместе приведет к однозначному выводу — это невозможно реализовать на практике.
                            +1
                            Если передавать не мгновенно, то будет проблема с фокусировкой лазерного луча на большом расстоянии из-за дифракционных пределов.
                            +1
                            Это просто корявый перевод (или корявый пересказ оригинала с которого был потом сделан перевод). В оригинале авторы бредят именно 100 ГВт мощности лазеров. А чтобы их аппарат мгновенно не превратился в раскаленную плазму мечтают сделать его зеркальным с коэффициентом отражения не меньше 99.999%. И то в этом случае поверхность будет разогреваться до температуры порядка 1000 градусов чтобы успевать сбрасывать тепло от оставшегося 0.0001%.

                            При этом аппарат будет испытывать ускорения порядка несколько тысяч g. Весь этот экстрим (гигаватные лазеры и тысячекратные перегрузки), нужны чтобы успеть набрать нужную скорость пока аппарат еще не улетел слишком далеко. На большом расстоянии сфокусировать лазер точно не получится, поэтому пробег и время в течении которого возможен эффективный разгон жестко ограничены. И из-за этого если хотим 10-20% скорости света, то перегрузки должны быть просто экстремальными.
                            Правда такие перегрузки просто порвут его на куски от возникающих механических напряжений, даже если выдержит нагрев от лазера (99.999% отражения + нагрев выше 1000 градусов).

                            В общем одно слово — прожектёры.
                          0
                          О, авторы прочитали Ложную слепоту =)
                            0
                            Да елы, поставленный смайлик в конце видимо никак не считывается, окееей
                              0
                              Видимо, это потому, что в «Ложной слепоте» использовалась квантовая телепортация антиматерии, а не лазерный парус.
                              +1
                              Скорее «Фисако» Лема
                                +3
                                Скорее, Розу и Червя. Кто следующий?
                                +3
                                И снова мощность в джоулях ((
                                  0
                                  А где написано, что это — мощность? Чтобы разогнать тело до определённой скорости, нужно приложить определённую энергию. 1 тераджоуль — огромная цифра, поэтому и нужны мощные лазеры, чтобы за разумное время эту энергию передать.
                                    0
                                    Да уже смотрю исправили, все нормально.
                                      +1
                                      У них все плохо — это 100 ГВт мощности, а не 100 ГДж.

                                      Light Beamer

                                      The rising power and falling cost of lasers, consistent with Moore’s law, lead to significant advances in light beaming technology. Meanwhile, phased arrays of lasers (the ‘light beamer’) could potentially be scaled up to the 100 gigawatt level.

                                      http://breakthroughinitiatives.org/Concept/3

                                      100 ГДж и даже 1 ТДж — это ни о чем.
                                      100 ГДж — это только 1.5% скорости света для крохотного аппарата весом в 10 грамм(вместе с массой паруса — с которой кстати в 10г уложиться просто невозможно) и при условии 100% эффективности передачи энергии.
                                      1 ТДж — это только 5% скорости света при тех же условиях.

                                      Они же замахиваются на 10-20% скорости света (это примерно 5-20 ТДж уже полезной кинетической энергии на каждые 10 грамм аппарата). Поэтому и появились бредовые 100 ГВт лазеры, чтобы успеть вкачать эти 5-20 ТДж за очень короткое время, пока аппарат не улетел слишком далеко и лазеры не потеряли фокусировку на парусе — по другому просто никак, законы физики мечтать мешают.
                                    +3
                                    Да, всё-таки главный вопрос в том, какую новую информацию можно извлечь из подобной «экспедиции». А еще интересно, как будет выглядеть фото, снятое на 0.2c, есть вообще эксперименты на эту тему?
                                      +2
                                      Хороший однако способ знакомиться с новыми цивилизациями — отправить им на встречу 1000 чугуниевых болванок.
                                        0
                                        Ну не чугуний, а стопка «блестяшек» с коробочками. ИМХО, было бы здорово, если бы через нашу систему, передавая сигнал «уииииииииииии», пронеслась такая коробочка инопланетного происхождения.
                                          0
                                          Ага… так и представляю сюжет для научно-фантастического фильма «Тысячи мелких объектов на чудовищной скорости протаранили всю группировку околоземных аппаратов, которые как раз (как мы знаем из фильма „гравитация“) располагались рядышком друг с другом...»
                                            +3
                                            Мне кажется на таком расстоянии и с такими технологиями, там дай боже в солнечную систему то попасть. А вы про планету и орбиту.
                                              +1
                                              1) Это будет неопровержимым доказательством существования инопланетной жизни. И это уже здорово.
                                              2) Отличный стимул к развитию космической отрасли и средств защиты от таких «атак».
                                                +1
                                                Попасть из другой звездной системы неуправляемым(динамически — в процессе полета) снарядом в «цель» размером с планету или даже с орбиту высоколетающих над ней спутников — это на много порядков сложнее(/вероятность меньше) чем сбить летящую пулю другой пулей.

                                                Отклонение «прицела» всего на 1 тысячную (0.001) градуса при запуске = отклонению на 600 миллионов километров от выбранной цели(для ближайших звезд — 4 световых года минимум):
                                                http://www.wolframalpha.com/input/?i=(4+light+years)*tg(0.001)&rawformassumption=%22TrigRD%22+-%3E+%22D%22
                                                Т.е. даже в кольцо орбиты Земли вокруг Солнца попасть с такой точностью малореально (диаметр колечка 300 млн. км, а у нас разброс 600 млн).
                                                Попасть в орбиту хотя бы высоких геостационарных спутников(36 тыс. км) — еще где-то в 10 000 раз сложнее(нужна точность в 10 тыс. раз выше). А попасть чисто случайно целясь с точностью до 0.001 градуса — примерно 1 шанс из 100 миллионов. Если «снарядов» в «залпе» будет 1000 шт, то соответственно 1к100 000 что хотя бы 1 попадет.
                                            +7
                                            Реалистичнее будет построить на орбите километровый телескоп-рефлектор и рассмотреть в него Альфу Центавра во всех деталях.
                                              0
                                              Ну, «в деталях» — это сильно сказано… В телескоп с зеркалом километрового диаметра на дистанции 4,3 светового года в видимом диапазоне удастся различить деталь, только если она примерно 20000 км в поперечнике. И хорошо освещена.
                                                0
                                                А как вы так посчитали? Вот планируется к запуску телескоп им. Джеймса Уэбба, с диаметром зеркала 6.5 метров. Предполагается что он сможет обнаруживать экзопланеты методом прямого наблюдения.
                                                  0
                                                  Дифракционный предел же, минимальное угловое разрешение системы в радианах ψmin=1,22*λ/D, λ — длина волны, D — диаметр объектива. Умножаем на расстояние до цели — получаем разрешение на цели. А «Джеймс Уэбб» экзопланеты будет обнаруживать в виде точек в лучшем случае.
                                                    –1
                                                    UPD: у меня получилось 12 метров

                                                    tgψ приравнял к ψ

                                                    Финальная формула вышла:
                                                    Smin=L*ψmin/2=4.2*3*10^8*86400*365 * (1.22/2)*(0,5*10^-12 / 10^3)=121192848*10^-7 ~ 12

                                                    Где ошибся?
                                                      +1
                                                      В размерности. Длины волн видимого диапазона 400-780*10^-9 метров, если брать середину — 500*10^-9=0,5*10^-6. У вас получилось 12 тысяч километров. И надо брать не половину, а полный угол, так что предел разрешения реально 24000 км. Для длины волны 400 нм соответственно меньше.
                                                        0
                                                        точно, на 6 порядков ошибся. Интересно как Уэбб собирается наблюдать планеты, если диаметр его зеркала на два порядка меньше? Это только планеты побольше Юпитера можно увидеть, если повезет. А ведь планируют даже атмосферы видеть, и не только у Альфы Центавра.
                                                        Тут есть какая-то хитрость…
                                                          0
                                                          Сами планеты они будут наблюдать в виде точек, а атмосферы — в виде спектров этих точек :) Разрешение «Уэбба» можно прикинуть по той же формуле, учитывая, что он будет работать на длинах волн от 0,6 до 90 мкм. У Проксимы он сможет различать две точки на расстоянии минимум где-то три миллиона километров между ними, так что, например, факт наличия тамошней свежеобнаруженной планеты вполне сможет разглядеть (у неё радиус орбиты порядка 7 миллионов км).
                                                            +2
                                                            Для Джеймса Уэбба дифракционный предел разрешения(т.е. для идеального случая) в видимом диапазоне получается немного хуже 0.02 угловых секунд / 1*10^-7 радиан.

                                                            А это значит что даже для ближайших звезд (4-5 световых лет) все объекты меньше 4 миллионов км в диаметре или находящиеся друг от друга ближе такого расстояния будут сливаться в 1 точку (1 пиксель или засветку пары соседних смежных пикселей — смотря как свет на матрице сфокусируется).
                                                            Т.е. даже ближайшие звезды (про планеты не говорим) будут в виде точечных объектов т.к. почти все звезды имеют не больше 2-3 млн.км в диаметре. Ну может быть кроме звезд-гигантов типа красных гигантов (не знаю есть ли такие в ближайшем окружении)

                                                            Но недостаток разрешения же не значит, что объект вообще невозможно зафиксировать — это просто означает что объекты меньше/ближе сливаются в 1 точку.
                                                            Так что недалекие звезды с планетными системами он будет «видеть» как одну очень яркую точку — звезду + несколько очень бледных точек на удалении от нее — планет, т.к. радиусы орбит планет все-таки существенно выше его разрешающей способности — обычно минимум десятки млн. км, то свет от планет не будет сливаться со светом от звезды.

                                                            А сделав серию снимков одной и той же системы в разное время — можно будет понять, что эти бледные одиночные пикселы на фото не случайны шум, а именно планеты: шум будет появляться в случайных местах, а точка-планета будет описывать предсказуемую траекторию вокруг центральной точки-звезды.
                                                +2
                                                Зато у нас появится гигаватный+ лазер, всегда полезная штука.
                                                  0
                                                  Красивая метафора про оплодотворение яйцеклетки
                                                    +3
                                                    Вот тут гораздо подробнее, и проблем по больше описано, лучше масштаб задачи ощущается:
                                                      +1
                                                      Не обязательно лететь к Альфа Центавре. Мы еще толком не освоили нашу солнечную систему.
                                                        0
                                                        А вот как раз открыли планету земной группы у звезды Проксима Центавра.
                                                        https://tvrain.ru/news/ekzoplanet-415913
                                                          0
                                                          Нереально. Задать направление полностью одинаково наполнив парус со всех сторон нереально. Что будет с самим парусом от столкновений? И что это сможет передать без торможения? Это не считая задачу увидеть оттуда фонарик мощностью в пару ватт. Проблем слишком много. Скорее доведут до ума двигатель искажающий пространство.
                                                            +1
                                                            Уже говорил, что этот проект не имеет никакого отношения к реальности, и получил за это кучу минусов. Скажу еще раз. Сказки.
                                                            Единственный реальный в условно обозримом будущем вариант туда слетать — двигатель на антиматерии. Во всяком случае, никто не сомневается в том что он возможен, и что он будет обладать достаточным удельным импульсом.
                                                            Что следовало бы предпринимать сейчас(на мой дилетантский взгляд) — строить в космосе интероферометрические телескопы по типу VLTI, только с большей базой, и исследовать нашу собственную систему. Как минимум Титан заслуживает несколько роверов, Европа — подводную лодку, а на Марсе стоило бы поискать окаменелости и ископаемые углеводороды.
                                                            ЗЫ все ломаю голову, чего Хокинг в это ввязался. Может быть, просто купили?
                                                              +3
                                                              >> все ломаю голову, чего Хокинг в это ввязался. Может быть, просто купили?

                                                              Реклама космической экспансии и науки. Хокинг все-таки в первую очередь популяризатор науки, реально-осуществимые проекты большинству не интересны, а тут предложение отправить спутники почти завтра. Пусть потом скажут «не шмогла я, не шмогла», сейчас популяризация космоса важнее.
                                                              0
                                                              проблему смены курса(от столкновений с частицами)-можно пробовать решить изменяемой геометрией паруса(ов)
                                                              слабость сигнала-удаленность можно пробовать решить-запуская по аппарату в интервал, в течении всей миссии первого-получить цепочку ретрансляторов, и возможность повторять финальную стадию (прибытия, сбора данных, передачу сигнала обратно)
                                                              трудности с торможением-частично можно пробовать решить разделением прибывающей части аппарата типа вращающейся пращи, где большая часть входя в гравитационное взаимодействие с крупным телом-отшвыривает меньшую часть в обратном направлении(гася скорость)-по типу как двойная система тел захваченная гравитацией третьего более массивного тела, при входе под правильным углом-отшвыривает меньшее тело(простите за тарабарщину в описании явления, но данный эффект реален и рано или поздно может быть использован как и гравитационный маневр, потребуется конечно на борту система просчетов в реальном времени)
                                                              не знаю как насчет приведенных в статье размеров аппарата, но глупо разгонять только одним парусом, но вот комплексно… например на первом этапе на орбитальной крутящейся катапульты- запуливать(складывая скорость орбитального движения катапульты.совпадающей в какой то момент с нужным направлением и скорость вращения длинной её части), или по магнитной рельсе ускорять(орбитальной или лунной)
                                                              … перегрузки аппаратуры это конечно да
                                                                +1
                                                                Ок, разогнались, долетели. А как предполагается тормозить?
                                                                Принимающая сторона тоже должна построить лазеры?
                                                                  –1
                                                                  Варианты навскидку:
                                                                  1. после входа в тамошнюю «гелиосферу» тормозить парусом о «солнечный» ветер
                                                                  2. маневровыми двигателями выйти на любую орбиту вокруг звезды, и на полувитке, когда зонд движется в направлении Земли, тормозить его теми же лазерами
                                                                  3. отстрелить вперёд себя парус и прочий ставший ненужным маршевый шмурдяк
                                                                    0
                                                                    Как я понимаю, если аппараты нацелить в предполагаемые планеты, по излучению от столкновения, можно будет изучить их атмосферы.
                                                                    Хотя не знаю, хватит ли мощности от такой массы хоть и на скорости 20%.
                                                                      +1
                                                                      Насколько я понял из описания проекта — тормозить не предполагается. Хотят сделать пролётным, как Новые Горизонты.
                                                                      0
                                                                      Со скорости в 15-20% световой?

                                                                      1. Проскочит даже не «как пуля», а как «пуля, разогнанная до скорости в 15-20% световой».
                                                                      2. Ага, а когда на обратном полувитке — разгонятся? как предполагается синхронизировать лазеры с учетом расстояния?
                                                                      3. Если Вы таким способом сможете тормозить, то может так и разгонятся? (зачем тогда лазеры)?
                                                                        –1
                                                                        Варианты 1-2 они да, всё-таки для торможения с небольших скоростей. По третьему пункту замечания непонятны, это универсальное мероприятие, от которого хуже точно не будет. Каким бы не был сценарий торможения, меньший вес затормозить проще. От самого факта выбрасывания мусора вперёд потеря скорости будет небольшой, но его всё равно придётся выбросить, можно сделать это назад, если угодно, но тогда толку не будет вообще.
                                                                        +1
                                                                        Есть подозрение, что сами основатели не веруют в реалистичность проекта, зато, за время подготовки к такой миссии могут быть решены множество фундаментальных/инженерных и не только проблем, на которые сейчас никто и не обращает внимания
                                                                          0
                                                                          Проект амбициозный и вероятно реализуем но только зачем? Зачем тратить кучу сил, денег и времени чтобы увидеть унылый красный карлик и несколько безжизненных холодных\раскаленных планет вокруг?! Такого рода пейзажей и в нашей системе предостаточно, далеко лететь не нужно. Почему бы эти ресурсы не спользовать для увеличения на три-четыре порядка возможностей телескопов и увидеть все что нужно здесь и сейчас.
                                                                            0
                                                                            Рывок за пределы родной звёздной системы — достойная цель…
                                                                            0
                                                                            1. Что делать с торможением по прибытии?
                                                                            2. Как узнать что что-то все таки долетело?
                                                                            Ответов на эти вопросы данный проект не дает и не даст, поэтому он бесполезен.
                                                                            А вот запускать таким способом зонду по солнечной системе, с меньшей скоростью и большим размером было бы полезно, можно было бы создать обширную сеть датчиков-маршрутизаторов, хотя бы для поддержания аналога космического аналога интернета.
                                                                              0
                                                                              А зачем обширная сеть датчиков-маршрутизаторов в солнечной системе?

                                                                              Не говоря о том, что они скорее всего устареют по сравнению с наземными к моменту выхода на рабочую орбиту.
                                                                              +1
                                                                              Слова «Связь» я опять не нашёл. Ни в статье, ни в комментариях.
                                                                                +1
                                                                                По мнению специалистов, тяжелые атомы смогут испарять или плавить материал корпуса зонда в пределах 0,1 мм. Не так много, но если атомы будут встречаться часто, то зонд окажется в большой опасности.


                                                                                Ага, не так много. С учетом того что толщину паруса мечтают сделать как минимум в 10 раз тоньше указанного значения(иначе аппарат с парой десятков квадратных метров таких парусов не будет достаточно легким), то это «не так много» приведет к тому что весь парус рассыпется на мелкие клочки не пролетев и 1/10 нужного расстояния. А значит если даже что-то чудом и долетит до цели, то точно уже без паруса, а значит и без антенны — так что передать данные назад на Землю уже не сможет.

                                                                                Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                                                Самое читаемое