Na kalifornijski univerzi v Santa Barbari raziskovalci s skupino UCSB Experimental Cosmology (ECG) trenutno delajo na načinih, kako doseči sanje o medzvezdnem letu. Pod vodstvom profesorja Philipa Lubina je skupina namenila veliko truda za oblikovanje medzvezdne misije, sestavljene iz lahkega jadra z usmerjeno energijo in vesoljskega plovila (WSS).
Če bo vse v redu, bo to vesoljsko plovilo lahko doseglo relativistične hitrosti (del hitrosti svetlobe) in se v naših življenjih prepeljalo do najbližjega zvezdnega sistema (Proxima Centauri). Pred kratkim je EKG dosegel velik mejnik z uspešnim preizkušanjem prototipne različice svojih vaflijev (aka. StarChip). To je vključevalo pošiljanje prototipa skozi balon v stratosfero, da bi preizkusili njegovo funkcionalnost in zmogljivost.
Izstrelitev je bila izvedena v sodelovanju z ameriško pomorsko akademijo v Annapolisu 12. aprila 2019. Ta datum je bil izbran tako, da sovpada s 58. obletnico orbitalnega vesoljskega leta ruskega kozmonavta Jurija Gagarina, zaradi česar je postal prvi človek, ki je odšel v vesolje . Test je bil sestavljen iz lansiranja prototipa na krovu balona na nadmorsko višino 32.000 m (105.000 ft) nad Pensilvanijo.
Kot je v intervjuju z UCSB pojasnil prof. Lubin Trenutno:
"To je del procesa gradnje prihodnosti in hkrati preizkušate vsak del sistema, da ga izboljšate. To je del dolgoročnega programa za razvoj miniaturnih vesoljskih plovil za medplanetarne in sčasoma za medzvezdne lete. "
Ideja za StarChip je preprosta. Z izkoriščanjem napredka pri miniaturizaciji je bilo mogoče vse potrebne sestavne dele raziskovalne misije namestiti na vesoljsko plovilo velikosti človeške roke. Sestavni del jadra temelji na konceptu sončnega jadra in razvoju, izdelanem iz lahkih materialov; skupaj seštevajo v vesoljsko plovilo, ki bi lahko pospešilo do 20% hitrosti svetlobe.
Zaradi tega poleta je znanstvena ekipa, ki jo je ustvarila, postavila StarChip s serijo testov, namenjenih merjenju njegove zmogljivosti v vesolju in sposobnosti raziskovanja drugih svetov. Poleg tega, da je videl, kako je v Zemljini stratosferi (trikrat višja od operativne zgornje meje letal), je prototip zbral več kot 4000 slik Zemlje. Kot je pojasnil Nic Rupert, razvojni inženir v Lubinovem laboratoriju:
"Zasnovan je bil tako, da ima številne funkcije veliko večjih vesoljskih plovil, kot so slikanje, prenos podatkov, vključno z lasersko komunikacijo, določanjem položaja in zaznavanjem magnetnega polja. Zaradi hitrega napredka na področju mikroelektronike lahko vesoljsko plovilo zmanjšamo v veliko manjši format, kot smo ga že storili za specializirane aplikacije, kot je naša. "
Medtem ko je StarChip na tem letu opravljal brezhibno, je pred nami nekaj ogromnih tehničnih ovir. Tehnološke zahteve so ob upoštevanju prevoženih razdalj - 4,24 svetlobnih let (40 trilijonov km; 25 trilijonov milj) - in dejstva, da bo vesoljsko plovilo moralo doseči del svetlobne hitrosti. Kot je rekel Lubin:
"Navadni kemični pogon, kot je bil tisti, ki nas je na Luno pripeljal pred skoraj 50 leti do danes, bi potreboval skoraj sto tisoč let, da bi prišli do najbližjega zvezdnega sistema, Alpha Centauri. Celo napredni pogon, kot so ionski motorji, bi potreboval več tisoč let. Obstaja le ena znana tehnologija, ki lahko doseže bližnje zvezde v času človekovega življenja in ki sama uporablja svetlobo kot pogonski sistem. "
Eden največjih izzivov na tej točki je gradnja zemeljskega laserskega niza, ki bi lahko pospešil lasersko jadro. "Če imate dovolj velik laserski niz, lahko plošče dejansko potisnete z laserskim jadrom, da dosežemo cilj 20 odstotkov hitrosti svetlobe," je dodal Rupert. "Potem bi bili v Alpha Centauri čez približno 20 let."
Skupina UCSB za eksperimentalno kozmologijo od leta 2009 raziskuje in razvija ta koncept v okviru Nasinega naprednega koncepta, imenovanega Starlight. Od leta 2016 prejemajo precejšnjo podporo družbe Breakthrough Initiatives (neprofitni program za raziskovanje vesolja, ki ga je ustvaril Jurij Milner) v okviru projekta Breakthrough Starshot.
Namesto da bi ustvarili eno samo vesoljsko plovilo, skupina upa, da bodo njihove raziskave pripeljale do ustvarjanja sto in celo tisočih plovnih valov, ki bi lahko obiskali eksoplanete v bližnjih sistemih zvezd. Ta vesoljska plovila odpravijo potrebo po pogonskem gorivu in bi lahko potovanje opravila v nekaj desetletjih, ne pa skozi stoletja ali tisočletja.
V tem pogledu bi lahko ta vesoljska plovila razkrila, ali obstaja življenje zunaj Zemlje v naših življenjih ali ne. Drug zanimiv vidik projekta UCSB vključuje pošiljanje življenja z Zemlje na druge eksoplanete. Natančneje, tardigrade in ogorčica c.
Ta vidik njihovega načrta ni podoben predlogu dr. Klaudija Grosa z Inštituta za teoretično fiziko univerze Goethe. Predlog je primerno imenovan „Projektna geneza“ in poziva vesoljska plovila, ki jih poganja usmerjena energija za potovanje v druge zvezdne sisteme in seme vseh »prehodno bivalnih« eksoplanetov. Skratka, življenje bi dobilo hiter start na planetih, ki so bivalni, a niso naseljeni.
Kot je pojasnil David McCarthy, študent na oddelku za elektrotehniko in računalniški inženiring na UCSB, je iterativni postopek. "Bistvo gradnje teh stvari je vedeti, kaj želimo vključiti v naslednjo različico, v naslednji čip," je dejal. "Začnete s komponentami, ki niso na policah, ker lahko hitro in poceni ponovite postopek."
Ko je ta preizkus na višini končan, skupina UCSB cilja na prvi suborbitalni let naslednje leto. Medtem napredek v silikonski optiki in integrirani fotoniki z vafli - deloma tudi zahvaljujoč raziskavam, ki jih je opravil UCSB-jev oddelek za elektrotehniko in računalniški inženiring - zmanjšuje stroške množične proizvodnje teh majhnih vesoljskih plovil.
Ta tehnologija bi lahko poleg medzvezdnih potovanj olajšala hitre, poceni misije na Mars in druge lokacije v Osončju. Profesor Lubin in njegovi sodelavci so tudi leta raziskovali aplikacije za planetarno obrambo pred kometi, blažili vesoljske naplavine, krepili satelite, ki krožijo po Zemlji ali daljinsko napajali oddaljene obstoje osončja. Ko gre za usmerjeno energijo, so možnosti res osupljive.
