Število potrjenih zunaj sončnih planetov se v zadnjih letih povečuje s skoki in mejami. Z vsakim novim odkritjem se naravno pojavi vprašanje, kdaj bomo lahko raziskali te planete neposredno. Doslej je bilo več predlogov, od nanookorja, ki se poganja z laserskim jadrom, ki bi v samo 20 letih potoval v Alpha Centauri (Breakthrough Starshot), do počasneje premikajočega se mikrokrata, opremljenega z genskimi laboratoriji (Projekt Genesis).
Ko pa gre za zaviranje teh plovil, da lahko upočasnijo in preučujejo oddaljene zvezde in orbite planetov, se stvari nekoliko zapletejo. Po nedavni študiji samega človeka, ki je zasnoval projekt Genesis - profesor Claudius Gros z Inštituta za teoretično fiziko Univerze Goethe v Frankfurtu - bi bilo mogoče v ta namen uporabiti posebna jadra, ki za ustvarjanje magnetnih polj temeljijo na superprevodnikih.
Starshot in Genesis sta si podobna, ker si oba koncepta prizadevata za nedavni napredek pri miniaturizaciji. Danes so inženirji sposobni ustvariti senzorje, potisnike in fotoaparate, ki lahko izvajajo računanje in druge funkcije, vendar so le delček velikosti starejših instrumentov. Kar zadeva pogon, obstaja veliko možnosti, od običajnih raket in ionskih pogonov do laserskih jader.
Vendar upočasnitev medzvezdne misije ostaja pomembnejši izziv, saj takšne plovila ni mogoče opremiti z zavornimi potisniki in gorivom, ne da bi povečala svojo težo. Profesor Gros priporoča uporabo magnetnih jader, ki bi imele številne prednosti pred drugimi razpoložljivimi metodami. Kot je prof. Gros pojasnil Space Magazinu po e-pošti:
"Klasično bi vesoljsko plovilo opremili z raketnimi motorji. Običajni raketni motorji, kot jih uporabljamo za izstrelitev satelitov, lahko hitrost spremenijo le za 5-15 km / s. Pa še to samo pri uporabi več stopenj. To ni dovolj, da upočasnite plovilo, ki leti s hitrostjo 1000 km / s (0,3% c) ali 100000 km / s (c / 3). Fuzijski ali protimični pogoni bi malo pomagali, vendar ne bistveno. "
Jadro, ki ga predvideva, bi sestavljalo masivno superprevodno zanko, ki meri v premeru približno 50 kilometrov, kar bi ustvarilo magnetno polje, ko bi se sprožil tok brez izgube. Ko se aktivira, se ionizirani vodik v medzvezdnem mediju odbije od magnetnega polja jadra. To bi imelo za posledico prenos hitrosti vesoljskega plovila na medzvezdni plin in ga postopoma upočasnil.
Po izračunih Grosa bi to delovalo pri počasnih jadrih kljub izjemno majhni gostoti medzvezdnega prostora, ki znaša od 0,005 do 0,1 delca na kubični centimeter. "Magnetno jadro s časom nadzira porabo energije," je dejal Gros. "Če motor avtomobila ugasnete in pustite, da se vrti v prostem teku, se bo zaradi trenja (zrak, pnevmatike) upočasnil. Magnetno jadro naredi isto, kadar trenje izvira iz medzvezdnega plina. "
Ena od prednosti te metode je dejstvo, da jo je mogoče zgraditi z uporabo obstoječe tehnologije. Ključna tehnologija magnetnega jadra je zanka Biot Savart, ki bi ob združevanju z enakimi vrstami superprevodnih tuljav, ki se uporabljajo v visokoenergetski fiziki, ustvarila močno magnetno polje. S takšnim jadrom bi se lahko iz medzvezdnega potovanja upočasnili še težji vesoljski plovili - tisti, ki tehtajo do 1500 kilogramov (1,5 metrske tone; 3,307 funtov).
Velika pomanjkljivost je čas take misije. Na podlagi lastnih izračunov Gros bo za hiter tranzit do Proxime Centauri, ki se je zanašal na zaviranje z magnetnim zagonom, potrebna ladja, ki je tehtala približno milijon kg (1000 metrskih ton; 1102 ton). Vendar bi lahko medzvezdna misija, ki vključuje 1,5 metrske tone ladje, dosegla TRAPPIST-1 v približno 12.000 letih. Kot ugotavlja Gros:
"To traja dolgo (ker zelo nizka gostota medzvezdnih medijev). To je slabo, če želite v svojem življenju videti vrnitev (znanstveni podatki, vznemirljive slike). Magnetna jadra delujejo, vendar le takrat, ko boste z veseljem sprejeli (zelo) dolgo perspektivo. "
Z drugimi besedami, tak sistem ne bi deloval za nanocraft, kakršen je predvideval Breakthrough Starshot. Kot je pojasnil lastnik Starshota dr. Abraham Loeb, je glavni cilj projekta doseči sanje o medzvezdnih potovanjih v generaciji odhoda ladje. Doktor Loeb je poleg tega, da je Frank B. Baird mlajši profesor znanosti na univerzi Harvard, tudi predsednik Svetovalnega odbora za preboj zvezd.
Kot je za Space Magazine pojasnil po e-pošti:
„[Gros] ugotavlja, da je prebijanje medzvezdnega plina izvedljivo le pri majhnih hitrostih (manj kot del odstotka hitrosti svetlobe) in tudi takrat je potrebno jadro, veliko deset milijonov kilometrov. Težava je v tem, da bo s tako nizko hitrostjo pot do najbližjih zvezd trajala več kot tisoč let.
"Pobuda Breakthrough Starshot želi izstreliti vesoljsko plovilo s petino hitrosti svetlobe, tako da bo v človekovem življenju dosegla najbližje zvezde. Težko je navdušiti ljudi nad potjo, katere zaključka ne bodo pričali. Vendar obstaja opozorilo. Če bi življenjsko dobo ljudi lahko podaljšali na tisočletja z genskim inženiringom, bi bili načini, ki jih obravnava Gros, gotovo bolj privlačni. "
Toda za misije, kot je The Genesis Project, ki jih je Gros prvotno predlagal leta 2016, čas ni dejavnik. Takšna sonda, ki bi prevažala enocelične organizme - ki so kodirani v gensko tovarno ali shranjeni kot kriogenski zamrznjeni spori - bi lahko trajala tisoč let, da bi dosegli sosednji zvezdni sistem. Ko bo tam, bo začel sejati planete, ki so bili z enoceličnimi organizmi opredeljeni kot "prehodno bivalne".
Za takšno poslanstvo čas potovanja ni najbolj pomemben dejavnik. Pomembno je sposobnost upočasnjevanja in vzpostavljanja orbite okoli planeta. Tako bi vesoljsko plovilo lahko sejalo te bližnje svetove s kopenskimi organizmi, kar bi lahko povzročilo, da bi ga počasi oblikovali pred človeškimi raziskovalci ali naseljenci.
Glede na to, koliko časa bi trajalo, da bi ljudje dosegli še najbližje zunaj sončne planete, misija, ki traja nekaj sto ali nekaj tisoč let, ni nič kaj veliko. Na koncu, katero metodo bomo izbrali za medzvezdne misije, bo prišlo do tega, koliko časa smo pripravljeni vložiti. Zaradi raziskovanja je ključni dejavnik donosnost, kar pomeni lahka plovila in neverjetno visoke hitrosti.
Kadar pa gre za dolgoročne cilje - kot je sejanje drugih svetov z življenjem in jih celo oblikovanje za človeško naselitev -, je najboljši počasen in enakomeren pristop. Eno je gotovo: ko se bodo tovrstne misije premaknile od koncepcijske faze do realizacije, bo zagotovo navdušujoče!
