השאיפות שלנו לחקר החלל הביאו באומץ את האדם לירח, רוברים למאדים וחלליות לחלקים החיצוניים של מערכת השמש. אבל האם בני אדם או חלליות יוכלו אי פעם להגיע אל אלפא קנטאורי, מערכת הכוכבים הקרובה ביותר לכוכב הלכת שלנו?
אלפא קנטאורי נמצאת במרחק של כ-4.4 שנות אור (בערך 40 טריליון קילומטרים) מכדור הארץ והיא ביתם של שלושה כוכבים נפרדים. הכוכב הקרוב ביותר, פרוקסימה קנטאורי, מארח גם כוכב לכת שמדענים מאמינים שעשויים להיות בו את התנאים הדרושים לחיים.
אבל להגיע למערכת הכוכבים הזו יהיה הישג לא קטן. נאס"א מעריכה שבאמצעות מעבורת חלל כמו דיסקברי של נאס"א, באורך 38 מטרים, ייקח קרוב ל-150,000 שנה להגיע אל אלפא קנטאורי.
אם בני אדם היו יכולים לנוע במהירות האור, יכולנו להגיע לאלפא קנטאורי תוך ארבע שנים. עם זאת, חוקי הפיזיקה מכתיבים שרק חלקיקי אור חסרי מסה הנקראים פוטונים יכולים להגיע למגבלת המהירות הקוסמית הזו. אז, בעוד שבני אדם כנראה לעולם לא יגיעו אל אלפא קנטאורי, יתכן שחללית שתתוכנן לנוע במהירות קטנה בהרבה ממהירות האור תוכל להגיע לכוכבים הללו במהלך חיי אדם. על מנת לקוות להביא חללית עד למהירות מרבית כזו, מדענים יצטרכו משהו קטן בהרבה מדיסקברי.
מרשל יובנקס (Marshall Eubanks), מנכ"ל חברת הסטארט-אפ Space Initiatives Inc ועמית ב-NASA Innovative Advanced Concepts, חוקר שיטות לביקור בפרוקסימה קנטאורי באמצעות נחילי חלליות בגודל פיקומטר. (פיקומטר הוא אחד חלקי טריליון של המטר).
"אנחנו בעיצומה של מהפכה אמיתית בטיסות חלל וחקר החלל, עם מערכות קטנות במיוחד", אמר יובנקס. "בעוד שלחללית קטנה בודדת לא תהיה מסוגלות כמו לחללית גדולה יותר, כמו הוויאג'ר, זמני הפיתוח שלהן קצרים בהרבה; הן זולות יחסית". חלליות זעירות גם דורשות פחות כוח כדי להניע אותן, מה שעשוי להיות יתרון מרכזי בהגברת המהירות שלהן.
יובנקס הוא לא היחיד שעוסק במחקר מסוג זה. יוזמות פורצות דרך התחילו את פרויקט סטארשוט (Starshot) של ברייקת'רו (Breakthrough) ב-2016 לשילוב חלליות בגודל ננומטר עם מפרשים קלים, ובשנת 2017 נאס"א החלה לממן פרויקט משלה שמטרתו שיגור משימה לאלפא קנטאורי עד 2069, 100 שנה לאחר אפולו 11.
בעוד שקל יותר להאיץ חלליות קטנות מאשר גשושיות גדולות יותר, מקורות דלק מסורתיים לבדם אינם מספיק חזקים או בשפע כדי לדחוף את כלי הטיס הללו למהירות הקרובה למהירות האור. במקום זאת, פיליפ לובין (Philip Lubin), פרופסור לפיזיקה באוניברסיטת קליפורניה, סנטה ברברה, שרעיונותיו למסע בין-כוכבי היוו השראה לצוות סטארשוט, אמר כי כלי הטיס הללו כנראה יסתמכו על אור במקום זאת.
כדי לנוע מהר בחלל, זה עוזר להיות קטן ובעל מסה נמוכה. אחד היתרונות העיקריים של הנעה מונעת אור הוא שהיא נטולת מסה, אמר לובין. דלק רקטי מסורתי, לעומת זאת, יוצר הנעה על ידי הפיכת דלק כבד לאנרגיה על ידי שריפתו. שימוש במפרש סולארי, המונע על ידי אור השמש, או מפרש פוטוני, המונע על ידי אור לייזר, מספק את כל הכוח ללא כל משקל.
לובין אמר שאפשר לחשוב על זה כמו על לזרוק כדור על דף נייר. כאשר הכדור יפגע בנייר, הוא יפעיל כוח, ויגרום לנייר להירתע או להידחק. באופן דומה, המומנטום שנושא האור מועבר לחללית, מה שגורם לה לרתיעה ולהאצה. "המערכת היא בעצם פנס ענק - זהו מערך לייזר ענק [על כדור הארץ]", אמר לובין. אם החללית היא סירת מפרש, אז אור הלייזר הוא הרוח במפרשים שלה.
טכנולוגיה ליצירה ולבחינה של כלי טיס אלה, כמו ציוד תקשורת קטן מספיק כדי להתאים עליהם, עדיין בשלבי פיתוח. אבל אין סיבה פיזיקלית להאמין שחללית כזו לא תוכל לבצע משימת טיסה לאלפא קנטאורי, אמר לובין. משימה זו יכולה להתנהג כמו גשושיות וויאג'ר 1 ו-2 ולהעביר תמונות ברזולוציה גבוהה של מערכת הכוכבים בחזרה לכדור הארץ, שחלקן עשויות להכיל את המבט הראשון שלנו על כוכב הלכת פרוקסימה קנטאורי הפוטנציאלי לחיים.
בעוד לובין הדגיש שמסע לאלפא קנטאורי יהיה מאמץ ארוך טווח, יובנקס אמר שהוא בטוח שההתקדמות הגדולה עשויה להגיע במאה הנוכחית. "אני חושב שנגיע למערכת אלפא קנטאורי, עם גשושיות זעירות שישוגרו בעשור של שנות ה-2040, ובכך יגיעו בשנות ה-2060", אמר יובנקס. "גשושיות גדולות משמעותית אמורות להיות אפשריות עד סוף המאה, אבל ללא פריצות דרך בלתי צפויות בפיזיקה של הנעה, אני חושב שמשימות מאוישות יהיו משימה למאה הבאה".
מקורות:
Opmerkingen