Gjennombrudd Starshot-medlemmer har samlet en liste over utfordringene de vil måtte løse for å lage et solseil i riktig størrelse til å fly til Alpha Centauri om 20 år. Funnene deres ble publisert i tidsskriftet Nature Materials.
"De første resultatene av analysen vår var uventet optimistiske - materialene som allerede eksisterer i dag, kombinert med nye metoder for fremstilling og måling av deres egenskaper, gjør det i prinsippet mulig å lage en prototype seil som er egnet for å akselerere et interstellært skip," skrev Harry Atwater og kollegene fra California Institute of Technology i Pasadena (USA).
I april 2016 snakket den avdøde britiske kosmologen Stephen Hawking og den russiske milliardæren Yuri Milner om deres neste "rom" -initiativ innenfor Breakthrough Initiatives-serien - Breakthrough Starshot. I sin ramme bevilget forretningsmannen 100 millioner dollar til å lage et romfartøy basert på en ide skissert av fysikere i California under ledelse av Philip Lubin for to år siden.
Essensen er å sende ikke klassiske romskip til fjerne planeter, men ekstremt lette og flate strukturer laget av reflekterende materiale, som vil bli akselerert til nær lyshastigheter ved hjelp av en kraftig orbital laser.
Et slikt interstellært "seilskute", ifølge beregningene fra amerikanske fysikere, vil være i stand til å nå Alpha Centauri om 20 år, og vil fly mellom Mars og Jorden på bare tre dager uten nyttelast, og om en måned med en last på 10 tonn.
Hovedproblemet i begge tilfeller vil være retardasjonen av sonden - mens teamet som møtte den, har ingen ideer om hvordan man kan stoppe laseren "seilbåten". Lignende problemer vil oppstå, som andre fysikere senere antydet, under akselerasjonen - seilet blir enten brent av en laser, eller det vil kollapse når det kolliderer med støvpartikler.
Atwater og kollegene ved instituttet, direkte involvert i Breakthrough Starshot, studerte for første gang i detalj hvordan et slikt seil ville oppføre seg når de interagerer med et laser- og interstellært medium, og formulerte et sett minimumskrav for produksjonen.
Som forskerne fant ut, til tross for det nesten "umulige" sett med egenskaper - et område på 10 kvadratmeter, en masse i gram og en refleksjonsevne på 99.999999% - vil hovedproblemet i fremstillingen av et seil ikke være valg av materiale, men en rekke andre ting. Det viste seg at en rekke materialer allerede eksisterer på jorden, inkludert filmer laget av molybden disulfid, amorf silisium og en rekke andre halvledere som har lignende egenskaper.
Salgsfremmende video:
Hvis denne filmen er tynn nok, vil paradoksalt nok kollisjoner med helium og hydrogenatomer som er til stede i det interstellare mediet nesten ikke ha noen innvirkning på seilets levetid. De fleste atomene vil passere gjennom det uten å forårsake skade, og kollisjoner med støvpartikler, som fysikernes beregninger viser, vil ikke skade mer enn 10% av det totale seilområdet.
Problemet, på sin side, er at det i dag ikke er noen teknologier som tillater dyrking av veldig homogene og tynne filmer av disse stoffene av ønsket størrelse. Forskere må finne en måte å lime relativt små fragmenter på fra disse filmene, 10-20 centimeter i diameter, og denne operasjonen må utføres med praktisk talt atompresisjon.
På den annen side er Atwater og hans kolleger sikre på at slike teknikker for å "lime" seilbiter raskt kan utvikles, og er avhengige av teknologiene som brukes i IT-bransjen i dag for lodding av enkeltelementer i mikrokretser. Opprettelsen av dem vil tillate Breakthrough Starshot å løse et av hovedproblemene og begynne å lage et lasersystem som er i stand til å akselerere dette seilet til ønsket hastighet.
