इंटरस्टेलर यात्रा, जो कई वर्षों से विज्ञान कथाओं का एक प्रमुख केंद्र रही है, आज एक वास्तविकता बन सकती है - अगर केवल पैसे थे। कम से कम $ 100 मिलियन या तो के लिए, एक ग्राहक वास्तव में नवीनतम वाणिज्यिक रॉकेट खरीद सकता है और सौर प्रणाली के बाहर यात्रा कर सकता है। धैर्य यहाँ महत्वपूर्ण है। अगर इस तरह के रॉकेट को कल गंतव्य के निकटतम बंदरगाह पर लॉन्च किया जाता है - संभावित रहने योग्य एक्सोप्लैनेट प्रॉक्सिमा बी, जिसे हाल ही में पृथ्वी से 4 प्रकाश वर्ष की दूरी पर ट्रिपल स्टार सिस्टम अल्फा सेंटौरी में खोजा गया है - उड़ान में 80,000 साल लगेंगे।

इस तरह के धीमे परिवहन पर 100 मिलियन डॉलर खर्च करने के बजाय, अरबपति उद्यमी यूरी मिलनर ने पिछले अप्रैल में कहा था कि वह मानव जीवन की सीमा से अधिक नहीं एक समय सीमा के भीतर अल्फा सेंटौरी प्रणाली को प्राप्त करने के लिए एक और रास्ता बनाने के लिए एक ही पैसा खर्च करेगा। ब्रेकथ्रू स्टारशॉट नामक परियोजना, एक हल्के पाल के पक्ष में दुनिया भर में रॉकेट से दूर जाने की कोशिश करती है - सबसे पतला दर्पण सतह जो लेजर बीम द्वारा संचालित होती है और अंतरिक्ष में उच्च गति प्राप्त करने में मदद करती है। इस परियोजना के लिए प्रारंभिक योजनाएं पारंपरिक रॉकेटों के उपयोग के लिए प्रदान करती हैं, जिसके माध्यम से, 2040 के दशक की शुरुआत में, केवल एक-एक ग्राम वजन वाली हजारों-चार मीटर की हल्की पाल को पृथ्वी की कक्षा में स्थापित करने की योजना है। पाल में सेंटीमीटर के चिप्स होंगे जिनमें बिल्ट-इन कैमरा, सेंसर, जेट इंजन और बैटरी होती हैं। प्रत्येक अल्ट्रालाइट अंतरिक्ष यान को पृथ्वी की कक्षा से अल्फा सेंटौरी प्रणाली की ओर निर्देशित किया जाएगा, जिसमें 100 गीगावाट ग्राउंड लेजर का उपयोग करके प्रकाश की गति 20 प्रतिशत होगी। इस मामले में, इंटरस्टेलर फ्लाइट को केवल 20 साल लगेंगे, और जांच 2060 के दशक की शुरुआत में अल्फा सेंटॉरी तक पहुंच जाएगी।

लेकिन ऐसी उच्च गति लागत बहुत पैसा... यहां तक \u200b\u200bकि स्टारशॉट परियोजना का सबसे मामूली अनुमान मिलनर के शुरुआती $ 100 मिलियन से अधिक है - दशकों से परियोजना के विकास के लिए 10 अरब या उससे अधिक की आवश्यकता हो सकती है, जिसका मुख्य कारण जमीन पर आधारित लेजर सुविधा के निर्माण की बड़ी लागत है। सबसे अधिक संभावना है, यह सरकारी सहायता और अंतर्राष्ट्रीय सहयोग के बिना करना संभव नहीं होगा। इसके अलावा, प्रकाश पाल, जो 20 साल की यात्रा से बचेगा, Centauri प्रणाली के माध्यम से इतनी तेज़ गति से गति करेगा कि उनके पास प्रॉक्सिमा b पर मैक्रो तस्वीरें और अन्य डेटा प्राप्त करने के लिए केवल कुछ सेकंड होंगे और इसके अलावा कोई अन्य ग्रह नहीं होगा। और जब प्रोब्लेस्ट इंटरस्टेलर अंधेरे में दूर जा रहे हैं, प्रकाश पाल लेजर बीम का उपयोग करके पृथ्वी को कीमती जानकारी प्रसारित करने की कोशिश करेंगे, जिनमें से शक्ति एक नियमित सेल फोन के सिग्नल की शक्ति से अधिक नहीं है।

सितारों के लिए एक धीमी यात्रा

कुछ आलोचक अल्फा सेंटॉरी के इस उधम को एक बुरे निवेश के रूप में मानते हैं। जर्मनी के स्वतंत्र शोधकर्ता माइकल हिप्पके का कहना है, "स्टारशॉट प्रोजेक्ट के बारे में जानने के बाद, हमने फ्लाईबी मिशन पर उस तरह का पैसा खर्च करना बेकार समझा, जिसमें कई दशक लगेंगे और कुछ सेकंड लगेंगे।" रेने हेलर के साथ काम करते हुए मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर सोलर सिस्टम रिसर्च इन गोटिंगन में एक खगोल भौतिकविद, हिप्पके ने एक वैकल्पिक उड़ान कार्यक्रम विकसित किया, जिसमें उन्होंने कहा कि वह अधिक वैज्ञानिक लाभ लाएगा और लागत कम होगी। इसके बजाय, मल्टी-बिलियन डॉलर की लेज़र प्रणाली का निर्माण करने के लिए, छोटे प्रकाश पालों को निकट-प्रकाश की गति में तेजी लाने के लिए और उन्हें एक बार उड़ान भरने के लिए, हेलर और हिप्के ने अकेले स्टारलाइट का उपयोग करने का प्रस्ताव दिया, जो अल्फ़ा सेंटोरिअम प्रणाली के सभी तीन सितारों को कम गति से बड़े पाल भेजते हैं कक्षाओं में "पार्किंग" की संभावना के साथ। उनके निष्कर्षों को एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स के 1 फरवरी के अंक में प्रकाशित किया जाएगा।

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वायर्ड पत्रिका 04/17/2016
उनके प्रस्तावों का सार हमारे सिस्टम को छोड़ने वाले प्रकाश मेलों को तेज करने के लिए न केवल सूरज की रोशनी का उपयोग करना है, बल्कि उड़ान के अंत में अल्फा सेंटॉरी सिस्टम के तीन सितारों की रोशनी और गुरुत्वाकर्षण भी है। हेलर और हिप्पके ने गणना की कि इस तरह की यात्रा एक लुभावनी रूप से कम घनत्व वाली पाल द्वारा की जा सकती है, जिसका वजन लगभग 100 ग्राम है और 100 हजार वर्ग मीटर (जो लगभग 15 फुटबॉल मैदानों का क्षेत्र है!) को कवर करता है। इस तरह के एक पाल डिजाइन संभव हो गया लगता है, दिया तेजी से विकास पदार्थ विज्ञान। कोण को धीरे-धीरे समायोजित करके क्योंकि यह तारों को उत्तरार्द्ध से अधिक दबाव पर कब्जा करने के लिए दृष्टिकोण करता है, इस तरह की पाल प्रणाली के भीतर किसी भी कक्षा में लंगर के लिए पर्याप्त गति विकसित कर सकती है।

संभावित रूप से रहने योग्य ग्रह प्रॉक्सिमा बी के लिए, इस तरह के "फोटोग्रैविटेशनल" सहायक सिस्टम, अजीब तरह से पर्याप्त हैं, उन्हें उज्ज्वल सूरज जैसे सितारों अल्फा सेंटौरी ए और अल्फा सेंटौरी बी में पहले एक प्रकाश पाल भेजने की आवश्यकता होगी, इस तथ्य के बावजूद कि वे दो स्थित हैं। ट्रिलियन किलोमीटर आगे। प्रॉक्सिमा बी - प्रॉक्सिमा सेंटॉरी के छोटे और प्यारे अभिभावक स्टार की तुलना में हमसे दूर हैं। यह अल्फा सेंटॉरी सितारों ए और बी के उच्च विकिरण दबाव के कारण मंदी के कारण है, और इसलिए, किसी भी आकार के हल्के पाल प्रणाली के लिए एक और अधिक तेजी से दृष्टिकोण। लेकिन जुड़वां सितारों से विकिरण की एक सीमा है; यदि हेलर और हिप्पके की विशाल पाल प्रकाश की गति के 4.6 प्रतिशत से अधिक की गति तक पहुंच जाती है, तो यह सिस्टम के पिछले हिस्से को खिसका देगा। उनका अनुमान है कि अल्फा सेंटौरी ए और बी के लिए उड़ान लगभग एक शताब्दी ले जाएगी, उसके बाद अपने अंतिम गंतव्य तक 50 साल की यात्रा - प्रॉक्सिमा के आसपास एक स्थिर कक्षा।

हेलर कहते हैं, "आपकी यात्रा 20 साल के स्टार्सशॉट मिशन की तुलना में 7 गुना अधिक लंबी होगी, लेकिन आप कुछ वर्षों के बजाय पूरी तरह से अनुसंधान पर वर्षों या दशकों तक बिता सकते हैं।" दोनों मामलों में यात्रा के समय के अनुसंधान समय के अनुपात की तुलना करते हुए, हेलर कहते हैं, "स्टारशॉट ऑन-साइट अनुसंधान के लिए पूरे मिशन के केवल एक सौ मिलियन का उपयोग कर सकता था, और हम लगभग एक सौवां, या एक लाख गुना अधिक का उपयोग कर सकते थे।" इसके अलावा, पाल को लॉन्च करने के लिए सूरज की रोशनी का उपयोग करके, यह विकल्प एक बहु-अरब डॉलर की लेजर इकाई बनाने की आवश्यकता को समाप्त करता है।

फिर भी उनकी प्रस्तावित 150 साल की यात्रा कल से शुरू नहीं हो सकती है। हेलर और हिप्पके का प्रस्ताव, अन्य बातों के अलावा, अल्फा सेंटौरी प्रणाली में तारों के एक दुर्लभ विन्यास के लिए प्रदान करता है, जो हर 80 साल में केवल एक बार होता है, जब उनके सभी कक्ष एक ही विमान में होते हैं, जो हमारे सौर मंडल के किसी भी जांच के प्रक्षेपवक्र को पार करते हैं। । अगली बार यह 2035 में होगा, लेकिन इतने कम समय में कोई पाल भी सिस्टम के करीब नहीं आ सकता है। हेलर और हिप्पके सुझाव देते हैं कि 2115 में इस तरह के "संरेखण" की प्रतीक्षा करें।

प्रॉक्सिमा सेंटॉरी के लिए सीधे अपनी पाल भेजना, कमजोर विकिरण दबाव और दो तारों के छोटे से शक्ति को रोकने के कारण बहुत कम ब्रह्मांडीय वेगों की आवश्यकता होगी, हेलर ने कहा, कुल उड़ान का समय एक पूर्ण सहस्राब्दी तक ले आया।

कृपया धैर्य रखें

हिप्पके प्रतीक्षा के लायक अल्फा सेंटौरी के चारों ओर कक्षा में एक समापन बिंदु के साथ एक बहु-पीढ़ी के मिशन को देखता है, भले ही वह कभी भी वापसी नहीं देखता हो। “हमारे बच्चे और पोते इन अंतरिक्ष जांचों से अद्भुत तस्वीरें प्राप्त करेंगे। विदेशी नदियों, ज्वालामुखियों और शायद विदेशी जीवन की कल्पना करो! ” हिप्पके कहते हैं कि एक सदी लंबे मिशन का चयन करने से आसपास के अन्य चमकते सितारों का अध्ययन करने के अवसर खुल जाते हैं। उदाहरण के लिए, बड़े स्टार सीरियस, अल्फा सेंटॉरी की तुलना में केवल दो गुना दूर है - लेकिन चूंकि यह सूर्य की तुलना में लगभग 25 गुना अधिक चमकता है, इसलिए विकिरण के दबाव से इसका निरोधात्मक प्रभाव अधिक मजबूत होता है, और इससे प्रकाश पाल का तेज दृष्टिकोण सुनिश्चित होगा । जैसा कि यह हो सकता है, कई सितारों की कक्षा में हल्की पाल भेजने की संभावना स्टार्सशॉट मिशन के तत्काल लक्ष्यों के लिए लंबी अवधि में अगली पीढ़ियों द्वारा एक प्राकृतिक निष्कर्ष का सुझाव देती है।

इन सभी फायदों के बावजूद, हार्वर्ड यूनिवर्सिटी के एक खगोलविद और ब्रेकथ्रू स्टारशॉट प्रोजेक्ट के लिए वैज्ञानिक सलाहकार समिति के अध्यक्ष एवी लोएब को यह विश्वास नहीं है कि यह वैकल्पिक प्रस्ताव स्टार्सशॉट की एक छोटी-छोटी पाल भेजने के लिए गीगावाट-क्लास लेजर का उपयोग करने की योजना पर वास्तविक लाभ प्रदान करता है। सितारों के लिए ... लोएब का कहना है, "बहुत पतली पाल को तारों की रोशनी का उपयोग करते हुए निकट-प्रकाश की गति तक पहुंचने की आवश्यकता होती है," यह देखते हुए कि सूर्य के प्रकाश से कम दबाव, प्रकाश पाल का घनत्व कम होना चाहिए। हिप्पके और हेलर का कहना है कि उनके पाल सैद्धांतिक रूप से अल्ट्रा-लाइट, उच्च शक्ति वाली सामग्री जैसे ग्रेफीन से बनाए जा सकते हैं, लेकिन लोएब को संदेह है कि एक इंटरस्टेलर जांच के लिए ग्रेफीन शीट कुछ परमाणुओं को मोटा और 100,000 वर्ग मीटर आकार में हल्का होगा। संरचना। बड़े पैमाने पर लेजर सेटअप। "इस तरह की सतह प्रकाश की तरंग दैर्ध्य की तुलना में पतली परिमाण का एक क्रम है जिसे इसे प्रतिबिंबित करना चाहिए, और इसलिए इसकी प्रतिबिंबितता कम होगी," लोएब कहते हैं। "पाल सामग्री की कठोरता और प्रतिबिंबितता को बनाए रखते हुए परिमाण के कई आदेशों से वजन कम करना संभव नहीं है।" दूसरे शब्दों में, एक 100,000 वर्ग मीटर ग्राफीन पाल वास्तविक अंतरिक्ष यात्रा के लिए बहुत ही आकर्षक हो सकता है। इसके अलावा, स्टारशॉट परियोजना की योजनाओं में एक नहीं, बल्कि हजारों पालों का प्रक्षेपण शामिल है, और भले ही प्रत्येक जांच सफलतापूर्वक इंटरस्टेलर स्पेस को पार करने में मनोरम छवियों के लिए केवल कुछ सेकंड प्राप्त करते हैं, उनकी संख्या उस समय से अधिक हो जाएगी जो कई क्रमिक रूप से प्राप्त की जा सकती है उड़ानें।

लोएब के अनुसार, सबसे बड़ी चुनौती यह है कि क्या महत्वाकांक्षी बहु-जेनेरिक परियोजना योजनाएं मानव जीवन की धोखाधड़ी से अपरिहार्य मुठभेड़ से बची रहेंगी। "यदि आप यात्रा की लंबाई को नजरअंदाज करते हैं, तो आप हमेशा पारंपरिक रॉकेट का उपयोग कर सकते हैं और 80,000 वर्षों में कम नुकसान के साथ अल्फा सेंटॉरी सिस्टम को प्राप्त कर सकते हैं," वे कहते हैं। “लेकिन जो लोग स्टारशॉट प्रोजेक्ट पर काम कर रहे हैं, वे अधिक महत्वाकांक्षी हैं। हम अपने जीवनकाल में वहां जाना चाहते हैं। ”

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कलाकार द्वारा देखा गया अल्फ़ा सेंटौरी की उड़ान

वैज्ञानिकों की महत्वाकांक्षी खोज परियोजना लोकोत्तर सभ्यताएँ संभवतः हमारे सूर्य से 1.5 अरब वर्ष पुराना एक तारा है।

खगोल भौतिकी और ब्लैक होल के सिद्धांत के लिए प्रसिद्ध ब्रिटिश वैज्ञानिक स्टीफन हॉकिंग ने एक वाणिज्यिक अनुसंधान और इंजीनियरिंग प्रोजेक्ट "ब्रेकथ्रू स्टारशॉट" शुरू करने के अपने इरादे की घोषणा की। उन्हें इस मामले में रूसी अरबपति यूरी मिलनर का समर्थन प्राप्त है।

मिलनर और हॉकिंग की पहल लगभग 100 मिलियन अमेरिकी डॉलर (तुलना करके, मंगल) का अनुमान है वैज्ञानिक प्रयोगशाला 2.5 बिलियन डॉलर की लागत, और धूमकेतु Churyumov-Gerasimenko की लागत लगभग 1.4 बिलियन यूरो) के उपकरण और जांच "फिला" का शुभारंभ, और पहले अंतरिक्ष यान को 20 वर्षों में लॉन्च करने की योजना है।

वे क्या योजना बना रहे हैं

यह, जैसा कि डेवलपर्स द्वारा कल्पना की गई है, दूसरे स्टार सिस्टम के लिए पहला मिशन होगा। लेजर सेल की ऊर्जा का उपयोग करते हुए नैनोसेटेलाइट, पृथ्वी से एक स्टार 4.37 प्रकाश-वर्ष में 60,000 किमी / सेकंड की गति से उड़ान भरेगा। उड़ान 20 से 30 साल तक चलेगी, और अगले 4 साल तक पृथ्वी के सुखद आगमन के संदेश का इंतजार रहेगा।

यदि कुछ साल पहले इस तरह की गति से दूसरे तारे की उड़ान पूरी तरह से अवास्तविक लगती थी, तो अब विशेषज्ञों के एक समूह ने एक अवधारणा विकसित की है, जिसका सार अंतरिक्ष यान के आकार को लगभग एक चिप के आकार को "कम" करना है। इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में। एक मिनी-शिप (या ऐसे उपकरणों का एक स्क्वाड्रन) का अपना स्वयं का पाल होगा। केवल इसे हवा से नहीं, बल्कि प्रकाश से धकेला जाएगा!

क्यों अल्फा Centauri

अल्फा सेंटॉरी स्टार सिस्टम इतने असामान्य मिशन का उद्देश्य क्यों बन गया? वहाँ खोजने के लिए वैज्ञानिक क्या योजना बना रहे हैं?

अल्फा सेंटॉरी प्रणाली लंबे समय से लक्षित खगोलीय अनुसंधान का विषय रही है। यह लत इस तथ्य के कारण है कि यह तारा प्रणाली हमारी तुलना में 1.5 बिलियन वर्ष पुरानी है। और तदनुसार, यह विकास का एक लंबा सफर तय कर चुका है।

तारामंडल सेंटोरस में स्थित है, जिसमें तीन सूर्य जैसे तारे हैं - अल्फा सेंटॉरी ए, अल्फा सेंटॉरी बी और स्वयं वस्तु, जिसने वैज्ञानिकों का ध्यान आकर्षित किया - एक लाल बौना, इस समय सूर्य के सबसे निकट का तारा माना जाता है। । 4.4 प्रकाश वर्ष की दूरी भी इस प्रणाली को रात के आकाश में सबसे चमकदार में से एक होने से नहीं रोकती है।

वैज्ञानिकों की परिकल्पना के अनुसार, यह इस तारे की प्रणाली में है, जैसा कि अवलोकनों से पता चलता है कि पृथ्वी के समान ही एक्सोप्लैनेट हैं। इसलिए, अपेक्षाकृत हाल ही में, यूरोपीय दक्षिणी वेधशाला के खगोलविदों ने घोषणा की कि अल्फा सेंटौरी बी के पास एक्सोप्लैनेट, जिसे केवल रेडपीएस वेग विधि के लिए धन्यवाद पाया गया था, जो कि HARPS स्पेक्ट्रोग्राफ का उपयोग कर रहा है (इस उपकरण को "ग्रह शिकारी" कहा जाता है) का एक द्रव्यमान है। पृथ्वी के समान।

इसका मतलब यह नहीं है कि पृथ्वी के समान जीवन हो सकता है, क्योंकि अल्फा सेंटौरी बीबी अपने तारे के बहुत करीब है, और सतह का तापमान लगभग 1200 डिग्री सेल्सियस है। लेकिन वहाँ अन्य, कम गर्म ग्रह हैं जहाँ जीवन संभव है। प्रॉक्सिमा सेंटॉरी के पास एक्सोप्लैनेट बहुत अधिक आशाजनक लगता है।

लेजर सेल पर उपग्रह की विशिष्टता और नवीनता क्या है?

ब्रेकथ्रू स्टारशॉट अवधारणा शिल्प को तेज करने के लिए एक प्रकाश किरण पर ध्यान केंद्रित करने के लिए भू-आधारित लेजर का उपयोग करती है। अगला "ब्रेकथ्रू स्टारशॉट" एक वस्तु पर अंतरिक्ष यान को लक्षित करने की कोशिश करेगा - पृथ्वी जैसा एक ग्रह। आगमन पर, वे इष्टतम दूरी की तलाश करेंगे, जहां से कैमरे ग्रह की राहत को पकड़ सकते हैं और छवि को प्रसारित कर सकते हैं। उच्च गुणवत्ता... जहाज पर एक कॉम्पैक्ट लेजर संचार प्रणाली का उपयोग करके पृथ्वी पर डेटा संचरण किया जाएगा, और पाल एक एंटीना के रूप में कार्य करेगा। अन्य ग्रहों का अध्ययन करने के लिए यह पूरी तरह से नया तरीका है।

परियोजना की जटिलता

बेशक, ब्रेकथ्रू स्टारशॉट में बहुत सारी तकनीकी समस्याएं हैं। सभी घटकों को एक अधिकतम सुरक्षा मार्जिन के साथ डिज़ाइन किया जाना चाहिए, चरम त्वरण, वैक्यूम, ठंड, प्रोटॉन, कॉशन धूल, आदि के साथ टकराव को समझने में सक्षम। इसलिए, उपकरण, जाहिर है, एक नहीं, बल्कि कई होंगे।

यहां तक \u200b\u200bकि एक वैज्ञानिक परिकल्पना भी है कि अल्फा सेंटॉरी भविष्य की पृथ्वी के लिए एक संभावित आश्रय है। आखिरकार, किसी दिन हमारे सूर्य के विलुप्त होने का क्षण आएगा। यह सभी सितारों के विकास में एक सामान्य चरण है। और फिर यह एक लाल विशालकाय में बदल जाएगा, जिसकी घातक ऊर्जा से हमारा ग्रह बच नहीं पाएगा।

आइए आशा करते हैं कि इस समय के दौरान मानव सभ्यता विकास के उच्च स्तर तक पहुंच जाएगी और इसे खाली करने का रास्ता खोज लेगी। और पुनरुत्थान का अंतिम बिंदु अल्फा सेंटॉरी प्रणाली ठीक हो सकता है।

कई साल पहले, खगोलविदों ने कहा कि अंदर स्टार सिस्टम अल्फा Centauri वे ग्रह की खोज की। यह प्रणाली हमारे सौर ग्रह प्रणाली के सबसे करीब है। उसके "अल्फा सेंटौरी" से केवल 4.6 sv है। वर्ष, जो लौकिक मानकों से बहुत छोटा है। इसे प्राप्त करने के लिए, यह लगभग 60 साल और प्रकाश की गति की 1/10 की गति लेता है। इस प्रकार, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हमारे लिए अल्फा सेंटॉरी को प्राप्त करना मुश्किल नहीं है, और इसके लिए एक नए सुपर-हाई-स्पीड इंजन का आविष्कार करना अनावश्यक है।

इस कथन के बावजूद कि अल्फा सेंटॉरी में एक ग्रह है, कुछ खगोलविदों को यकीन है कि कोई भी ग्रह वहां मौजूद नहीं हो सकता है। लेकिन ऐसे सबूत हैं जो विवाद करना मुश्किल है। उपरोक्त स्टार सिस्टम "ब्लिंक" में स्टार "बी" है, जो इसके पास एक धुंधली चमकदार वस्तु की उपस्थिति को इंगित करता है, जो कि एक ग्रह भी हो सकता है। दुर्भाग्य से, इस अज्ञात ब्रह्मांडीय शरीर के निशान ढूंढना संभव नहीं था, लेकिन दुनिया भर के खगोलविद और ग्रह वैज्ञानिक इसके अस्तित्व पर विश्वास करना जारी रखते हैं।

सबसे अधिक संभावना है, स्टार "अल्फा सेंटॉरी बी" के पास एक छोटा ग्रह है, जो हमारे आकार में तुलनीय है। उसे नोटिस करना मुश्किल है क्योंकि वह अपने चमकदार के बहुत करीब है। जल्दी या बाद में, खगोलविद इस पौराणिक कथा का अध्ययन करना चाहते हैं अंतरिक्ष शरीर और अधिक विस्तार में। शायद, भविष्य में, एक अंतरिक्ष यान अल्फा सेंटौरी को भेजा जाएगा, लेकिन सवाल यह है: क्या यह उचित है?

स्टार सिस्टम "अल्फा सेंटॉरी" के लिए अंतरिक्ष यात्रा

पिछले 10 वर्षों में खगोल विज्ञान अविश्वसनीय रूप से विकसित हुआ है। वैज्ञानिकों को लगभग हर दिन नई अंतरिक्ष वस्तुएं मिलती हैं, जिनके अस्तित्व का अनुमान वे पहले नहीं लगा सकते थे। यह एक बार फिर साबित करता है कि यह तर्क देने लायक नहीं है कि अल्फा सेंटॉरी सिस्टम में कोई ग्रह नहीं हो सकता है। यह सोचना बेहतर है कि वास्तव में इस ग्रह को कहां देखा जाना चाहिए, यह क्या होगा, यह अपने तारे के कितना करीब है और क्या यह कुछ अलौकिक जीवन का वाहक हो सकता है?

विश्व प्रसिद्ध केप्लर अंतरिक्ष यान के लिए धन्यवाद, अब हम जानते हैं कि हमारी मिल्की वे आकाशगंगा के लगभग हर तारे में एक ग्रह है, और कभी-कभी एक से अधिक भी। यह अधिक कहा जा सकता है, छोटे ग्रह, हमारे आकार में तुलनीय हैं, अंतरिक्ष में अधिक सामान्य हैं। यदि हम कभी यह साबित करने का प्रबंधन करते हैं कि "अल्फा सेंटॉरी" में कम से कम एक ग्रह है, तो यह सदी की खोज होगी, क्योंकि यह हमें अलौकिक जीवन के अस्तित्व के बारे में रहस्य को सुलझाने के करीब लाएगा। वैज्ञानिकों की गणना के अनुसार, ऐसी तारा प्रणाली में मौजूद एक ग्रह जीवन के लिए उपयुक्त हो सकता है। दुनिया के विभिन्न लोगों की कई किंवदंतियों में, यह वर्णित है कि "देवता" इस तारा प्रणाली से पृथ्वी पर उतरे। जैसा कि आप जानते हैं, "अल्फा सेंटॉरी" के दो सितारे सूर्य के समान हैं, और तीसरा "लाल बौना" है।

क्या अल्फा सेंटौरी प्रणाली में जीवन मौजूद हो सकता है?

प्रणाली स्वयं काफी पुरानी है, इसलिए ग्रह, जो काल्पनिक रूप से वहां स्थित है, उदाहरण के लिए, उसी डार्विन के विकास के लिए पर्याप्त समय होता। ऐसा लगता है कि अगर अल्फा सेंटॉरी हमारे बहुत करीब स्थित है, तो सुपर-शक्तिशाली अरेसिबो, जो कि प्यूर्टो रिको में स्थित है, जैसे रेडियो दूरबीनों को निर्देशित क्यों नहीं किया जाता है? दुर्भाग्य से, यह असंभव है, क्योंकि स्टार सिस्टम एक असुविधाजनक स्थान पर स्थित है - बाहरी अंतरिक्ष के खंड के बहुत दक्षिण में हैं जो अरेसिबो को घेर सकते हैं। एकमात्र विकल्प जो आपको "अल्फा सेंटॉरी" का पूरी तरह से अध्ययन करने की अनुमति देगा, एक नए मिशन का डिजाइन और कार्यान्वयन है: "अल्फा सेंटौरी" के लिए एक उड़ान और स्टार सिस्टम का उपनिवेश। इस तरह के एक जिम्मेदार और साहसी कार्य पर, मानव जाति, सबसे अधिक संभावना है, कई और दशकों तक निर्णय नहीं ले पाएगी। परियोजना स्वयं अविश्वसनीय रूप से महंगी होगी - इसमें खरबों डॉलर खर्च होंगे। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कठिनाइयों के अलावा, उसके पास संभावनाएं हैं। इसे लागू करने के बाद, हम अंतर्राज्यीय अंतरिक्ष को पार करने वाली पहली "अमर सभ्यता" बन सकते हैं। अमर क्यों? क्योंकि निकट अंतरिक्ष में बसे होने के कारण, हम किसी भी स्थिति में अपनी प्रजातियों के प्रतिनिधियों को संरक्षित करने में सक्षम होंगे। एक कहावत भी है: "आपको अपने सभी अंडे एक टोकरी में रखने की आवश्यकता नहीं है।"

कई मुश्किलें अल्फा सेंटॉरी के उपनिवेशवादियों की प्रतीक्षा करती हैं: एक नई जलवायु, पर्यावरण, माइक्रोफ्लोरा, विज्ञान के लिए अज्ञात जीवित प्राणी, और बहुत कुछ। नई स्थितियों में स्वयं को पुनर्निर्माण न करने के लिए, आनुवंशिक रूप से संशोधित लोगों को बनाना संभव है, जो जन्म से पहले ही उनके अनुकूल हो जाएंगे। "अल्फा सेंटॉरी" के निर्जन ग्रहों को टेराफॉर्म किया जा सकता है। यदि किसी दिए गए स्टार सिस्टम में एक क्षुद्रग्रह बेल्ट है, तो यह आम तौर पर अद्भुत है - वहां आप अपनी खुद की व्यक्तिगत दुनिया बना सकते हैं, और फिर हमें विदेशी जीवन के संभावित प्रतिनिधियों के साथ झगड़ा नहीं करना होगा जो अल्फा सेंटॉरी के ग्रहों में निवास कर सकते हैं। वास्तव में, खगोलविज्ञानी और ग्रह वैज्ञानिक संभावित रूप से बसे हुए ग्रहों के लिए उड़ानों के बारे में बहुत संवेदनशील हैं, क्योंकि बुद्धिमान विदेशी जीवन के साथ किसी भी हस्तक्षेप से उनके सांस्कृतिक विकास में कमी आ सकती है।

क्या अल्फा सेंटौरी वास्तव में एक बुद्धिमान सभ्यता रहती है?

यदि ऐसा है, तो, सबसे अधिक संभावना है, वह हमारे अस्तित्व के बारे में भी नहीं जानती है, और यदि वह करती है, तो वह हमारे साथ संपर्क स्थापित नहीं करना चाहती है, यह मानते हुए कि हम अभी तक बहुत तकनीकी रूप से उन्नत नहीं हैं। शायद इस विदेशी जाति ने पहले से ही हमारे क्षुद्रग्रह बेल्ट पर कब्जा कर लिया है और समय-समय पर पृथ्वी और पृथ्वी का अध्ययन करने के लिए हमारे ग्रह का दौरा करती है। इस मामले में, यह स्पष्ट हो जाता है कि हम समय-समय पर यूएफओ क्यों देखते हैं। हम केवल यह आशा कर सकते हैं कि जो लोग हमारे अलावा अंतरिक्ष में मौजूद हैं वे हमें नुकसान नहीं पहुंचाना चाहते।

यदि हम कभी यह सुनिश्चित करने के लिए जानते हैं कि अल्फा सेंटॉरी में कोई ग्रह नहीं हैं, तो यह प्रमुख प्रकाशनों के पहले पन्नों के लिए एक वास्तविक झटका होगा।

यहां तक \u200b\u200bकि अगर ग्रह अल्फा सेंटौरी बी मौजूद नहीं है, तो यह सुनिश्चित करने के लिए तर्क दिया जा सकता है कि इस तारा प्रणाली में अन्य ग्रह हैं। कुछ ही समय की बात है। दो सूरज जैसे सितारों और लाल बौने के साथ ट्रिपल प्रणाली के शायद सभी तीन प्रतिनिधियों के पास अपने ग्रह हैं।

इसलिए, हम सुरक्षित रूप से कह सकते हैं कि अल्फा सेंटॉरी प्रणाली में कई ग्रह हैं और उनमें से कम से कम एक को जीवन के लिए उपयुक्त होना चाहिए। इस प्रणाली का विवरण हमारे लिए उतना ही रोचक और असामान्य होगा जितना कि नई दुनिया के यूरोपीय शोधकर्ताओं के लिए।

यह प्रणाली इतनी पुरानी है कि डार्विनियन विकासवाद ने बहुकोशिकीय जीवों से जुरासिक पार्क तक एक लंबा सफर तय किया है।

क्या बुद्धिमान जीवन हो सकता है? एक अप्रिय संयोग के लिए धन्यवाद, स्टार सिस्टम प्यूर्टो रिको में शक्तिशाली अरेसिबो रेडियो एंटीना या उत्तरी कैलिफोर्निया में नए एलन टेलिस्कोप ऐरे के लिए बहुत दूर है। आप जानते हैं कि किस तरह से वैज्ञानिकों के साथ पराया जीवन?

किसी भी मामले में, एक हज़ार साल लंबी परियोजना के बारे में सोचना शुरू करने का समय: स्टार सिस्टम पर जाकर और उपनिवेश बनाना। मानवता के लिए एक बोल्ड कदम की कल्पना करना मुश्किल है। इस परियोजना में कई खरबों डॉलर खर्च होंगे, दसियों पीढ़ियों का खर्च आएगा। लेकिन तब हम एक अंतरजाल प्रजाति बन जाएंगे - वस्तुतः अमर। यह विकास के मामले में उतना ही महत्वपूर्ण है जितना कि दूर के अतीत में समुद्री जीवों की पहली चढ़ाई।

हमेशा की तरह, शैतान विवरण में है। इस पर कोई बुद्धिमान जीवन न होने पर भी एक आबाद ग्रह पर कब्जा करना अनैतिक होगा। पहले उपनिवेशवादियों को विदेशी माइक्रोफ्लोरा और विचित्र शिकारी जीवों से निपटना होगा, अगर वे निश्चित रूप से हैं।

लेकिन निर्जन ग्रहों या अल्फा सेंटॉरी के चंद्रमाओं को टेराफॉर्म किया जा सकता है। स्थलीय उपनिवेशवादी, जो अभी तक पैदा नहीं हुए हैं, आनुवंशिक रूप से आसानी से विदेशी वातावरण के अनुकूल होने के लिए इंजीनियर हो सकते हैं।

अगर हम यह मान लें कि एक क्षुद्रग्रह बेल्ट है, तो कृत्रिम दुनिया का निर्माण संभव है। हम अपने स्वदेशी निवासियों के साथ प्रणाली के भीतर सह-अस्तित्व बना सकते हैं। जीवन के विकास का अध्ययन करने के लिए बसे हुए ग्रहों का दौरा करने के बारे में एस्ट्रोपैलाटोलॉजिस्ट और एस्ट्रोबायोलॉजिस्ट बहुत जांच करते हैं। जैसा कि स्टार ट्रेक में पहले निर्देश में कहा गया है, हमें बुद्धिमान जीवन के संपर्क से बचना चाहिए, ताकि उनके सांस्कृतिक विकास को बाधित न किया जा सके।

अब कल्पना कीजिए कि अल्फा सेंटौरी पर एक तकनीकी सभ्यता रहती है। पृथ्वी से कोई SETI संकेतों को देखकर, Centauri का मानना \u200b\u200bहै कि हम तकनीकी रूप से एक अत्यंत अपरिपक्व दौड़ हैं। वे हमारे क्षुद्रग्रह बेल्ट को उपनिवेश बनाने का निर्णय लेते हैं। यह परिदृश्य एलियंस के साथ कई यूएफओ देखे जाने और यहां तक \u200b\u200bकि "करीब मुठभेड़ों" की व्याख्या कर सकता है। वास्तव में, हम अपने सौर मंडल में एक विदेशी उपनिवेश की उपस्थिति के परिस्थितिजन्य साक्ष्य दर्ज करेंगे - क्षुद्रग्रह बेल्ट में विषम गर्मी या विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की असामान्य अभिव्यक्तियों द्वारा।

चलो बस उम्मीद करते हैं कि अगर सेंटौरी मौजूद है, तो वे मुख्य रूप से इस डर से आक्रमण की योजना नहीं बनाते हैं कि हम उन्हें एक दिन जीत लेंगे। दूसरी ओर, एलियंस हो सकते थे।

इतना समय पहले नहीं, मिलनर और हॉकिंग ने अपने ब्रेकथ्रू स्टारशॉट प्रोजेक्ट की घोषणा के साथ धूम मचा दी थी। यह परियोजना $ 100 मिलियन की है, जिसे अल्फा सेंटौरी में उड़ान की तकनीकी व्यवहार्यता पर शोध करने पर खर्च किया जाएगा। इंजीनियरिंग और अनुसंधान चरण कई वर्षों तक चलेगा, जिसके बाद अल्फा सेंटौरी के लिए उड़ान मिशन के विकास के लिए खुद को अब तक के सबसे बड़े वैज्ञानिक प्रयोग के बजट की आवश्यकता होगी।

तो क्या इस समय परियोजना के डेवलपर्स से जाना जाता है?

सिस्टम अवधारणा जिसमें लेजर एमिटर और लाइट सेल शामिल हैं

लेखकों के अनुसार, ब्रेकथ्रू स्टारशॉट परियोजना, सिलिकॉन वैली के किनारे से अंतरिक्ष यात्रा का प्रयास करने का प्रयास है।

इसमें पृथ्वी के ऊंचाई वाले क्षेत्रों में लेज़रों की एक सरणी का निर्माण, और विशेष नैनोक्राफ्ट का निर्माण - अंतरिक्ष फीमेल उपग्रहों का एक सरणी शामिल है, जो इन लेज़रों के विकिरण द्वारा त्वरित होते हैं।

तंत्र के अंश

नानोक्राफ्ट दो भागों से मिलकर रोबोट के अंतरिक्ष यान का वजन है:

1) स्टारशिप इलेक्ट्रॉनिक मॉड्यूल: मूर के कानून ने इलेक्ट्रॉनिक घटकों के आकार को बहुत कम कर दिया है। यह कैमरा, फोटॉन थ्रस्टर्स, पावर, नेविगेशन और संचार उपकरण ले जाने वाले ग्राम उपकरणों के निर्माण की अनुमति देता है, जो पूरी तरह कार्यात्मक अंतरिक्ष जांच हैं। इसी समय, बड़े पैमाने पर उत्पादन में इन जांचों की लागत एक स्मार्टफोन की लागत के बराबर होगी।

4 कैमरे

चने से कम वजन वाले 2 मेगापिक्सल वाले कैमरे कम कीमत में उपलब्ध हैं। उनका विकास भी मूर के नियम का पालन करता है, जिससे हर दो साल में एक ही मैट्रिक्स द्रव्यमान के लिए पिक्सेल की संख्या दोगुनी करने की अनुमति मिलती है।

पीएफसीए कैमरों की क्षमता भी दिलचस्प है। उन्हें दर्पण, लेंस या अन्य चलती भागों की आवश्यकता नहीं है। वे अर्धचालक तत्वों की एक सरणी से मिलकर बने होते हैं जो प्रकाश के प्रतिक्रिया के कोण पर निर्भर करते हैं।

वॉल्यूम के लिहाज से पीएफसीए सबसे छोटे फोकस कैमरे से 100,000 गुना तक छोटे हो सकते हैं। हालांकि, जबकि यह तकनीक अपनी यात्रा की शुरुआत में है।

मोना लिसा ने PFCA कैमरे से कैद किया

सुरक्षा कवर

इंटरस्टेलर स्पेस में कणों से टकराव से नैनो-क्राफ्ट संरचना की रक्षा के लिए एक विशेष कोटिंग की आवश्यकता होती है। ऐसी ही एक सामग्री बेरिलियम-कॉपर मिश्र धातु है।

बैटरी

बैटरी डिजाइन एक परियोजना में सबसे चुनौतीपूर्ण तकनीकी चुनौतियों में से एक का प्रतिनिधित्व करता है।

वर्तमान में, प्लूटोनियम -238 या एमरिकियम -241 को बोर्ड पर ऊर्जा का मुख्य स्रोत माना जाता है। प्रणाली 150 ग्राम द्वारा संचालित है। इसमें एक रेडियो आइसोटोप का द्रव्यमान और एक सुपरकैपेसिटर शामिल है जो परमाणु विखंडन द्वारा चार्ज किया जाएगा।

नैनोक्राफ्ट की सतह के ललाट भाग के हीटिंग का लाभ उठाने के लिए भी विचार हैं (इंटरस्टेलिक धूल के साथ बातचीत के कारण)। इंटरस्टेलर स्पेस में मिशन के परिभ्रमण चरण के दौरान गर्मी स्रोत अपने क्षेत्र के प्रत्येक वर्ग सेंटीमीटर के लिए 6mW आपूर्ति कर सकता है।

प्रकाश पाल स्वयं फोटोवोल्टिक सामग्री की एक पतली फिल्म के साथ कवर किया जा सकता है, जैसा कि जापानी IKAROS सौर पाल मिशन में किया गया था। 2 खगोलीय इकाइयों की दूरी पर किसी अन्य तारे के पास पहुंचने पर यह बहुत उपयोगी हो सकता है। 1 खगोलीय इकाई की दूरी पर, ऐसी सामग्री, यहां तक \u200b\u200bकि केवल 10% की दक्षता के साथ, 2 किलोवाट की शक्ति प्रदान करने में सक्षम होगी। यह रेडियोधर्मी ऊर्जा स्रोत की शक्ति से 100,000 गुना अधिक है, और लेजर संचार पर काफी अधिक डेटा दर प्राप्त करने की संभावना है।

संचार

ट्रांसमीटर को जमीन पर उन्मुख करना

पृथ्वी को खोजना एक बहुत ही सीधा काम है, जो सूर्य की निकटता को देखते हुए, अल्फा सेंटौरी से देखने पर एक बहुत ही चमकीला तारा है।

विवर्तन सीमा के कारण, मीटर क्लास एंटीना पर 1 माइक्रोन बीम का कोणीय व्यास लगभग 0.1 चाप सेकंड होगा। इस सटीकता का एक अभिविन्यास फोटॉन के थ्रस्टर्स का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है।

ऐन्टेना के रूप में सेल का उपयोग करके एक लेजर के साथ छवियों को भेजना

लक्ष्य ग्रहों की छवियों को एक स्पंदित मोड में बोर्ड पर एक-वाट लेजर द्वारा प्रेषित किया जा सकता है। लक्ष्य के करीब पहुंचने पर, सेल का उपयोग लेजर सिग्नल को केंद्रित करने के लिए किया जाएगा।

उदाहरण के लिए, 4 मीटर सेल के लिए, पृथ्वी पर स्पॉट आकार के लिए विवर्तन सीमा 1000 मीटर के आदेश पर होगी। यह उसी पैमाने के बारे में एंटेना के एक सरणी प्राप्त करने की योजना है। एक ऑप्टिकल प्रणाली के रूप में पाल का उपयोग करने की आवश्यकता हो सकती है अलग - अलग रूप मिशन की शुरुआत में (त्वरण के दौरान) और संचार चरण के दौरान पाल। जानकारी के अधिक कुशल संचरण के लिए, लक्ष्य के करीब पहुंचने पर, पाल को एक फ्रेस्नेल लेंस की तरह आकार दिया जा सकता है। डॉपलर प्रभाव के कारण जब नैनोक्राफ्ट पृथ्वी के सापेक्ष स्थानांतरित हो जाते हैं, तो लॉन्च सिस्टम की तुलना में कम लेजर तरंग दैर्ध्य का उपयोग करना आवश्यक होता है - यह हमारे ग्रह के वातावरण के माध्यम से एक उच्च संचरण दर बनाए रखेगा।

लेजर उत्सर्जक की एक सरणी के साथ इमेजिंग

एमआईएल समूह लिंकन लैब्स और जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी की हालिया प्रगति ने बहुत लंबी दूरी से लेजर द्वारा उत्सर्जित एकल फोटॉनों का पता लगाने की क्षमता दिखाई है। वर्तमान में, LADEE प्रणाली, जो चंद्र दूरी पर संचालित करने में सक्षम है, रिकॉर्ड धारक है। यह क्रायोजेनिक रूप से ठंडा नैनोट्यूब तकनीक का उपयोग करता है। यह 2 बिट्स प्रति फोटॉन संचारित करने की अनुमति देता है। सिस्टम 10 सेमी ऑप्टिक्स का उपयोग करता है अंतरिक्ष यान और जमीन पर एक मीटर दूरबीन।

नैनोक्रॉफ्ट के त्वरण में शामिल लेजर उत्सर्जक के सरणी को एंटेना प्राप्त करने के एक सरणी के रूप में, उलटा मोड में उपयोग किया जाएगा।

सौर पाल

जोर के तहत अखंडता

अनुसंधान चरण में, यह माना जाता है कि मिशन में 100 गीगावाट लेजर का उपयोग किया जाएगा। इस तरह के विकिरण सौर सेल को कैसे प्रभावित करेंगे?

सबसे सही परावर्तक सामग्री आज एक ढांकता हुआ दर्पण है - एक समग्र सामग्री जिसकी मोटाई मोटाई के साथ तरंग दैर्ध्य से मेल खाती है।

एक ढांकता हुआ दर्पण विकिरण के 99.999% को दर्शाते हुए परिमाण के 5 आदेशों द्वारा अवशोषित गर्मी की मात्रा को कम करने में सक्षम है।
100 GW लेजर और 4x4m सेल के लिए, इसका मतलब है कि सेल के प्रत्येक वर्ग मीटर को 60 kW ऊर्जा से गर्म किया जाएगा। यह बहुत कुछ है - लगभग 50 बिजली केटल्स पूरी शक्ति से। विकिरण द्वारा ऐसी शक्ति को फैलाना मुश्किल है। लेकिन, डेवलपर्स के अनुसार, यह पाल को गर्म करेगा, लेकिन इसे पिघला नहीं। यह माना जाता है कि अनुकूलित सामग्री के साथ पूरी तरह से ढांकता हुआ पाल का उपयोग करके आने वाले विकिरण से परिमाण के 9 आदेशों के नीचे अवशोषण को कम करना संभव होगा।

ग्राफीन जैसी नई सामग्रियों के उपयोग के वेरिएंट पर विचार किया जा रहा है।

उच्च परावर्तन (जैसे कांच) के बिना भी, कम अवशोषण वाली सामग्रियों का उपयोग करना संभव है। उच्च भार पर इसी तरह की सामग्री फाइबर ऑप्टिक्स में उपयोग की जाती है।

पाल पक्ष पर संरक्षित होने के अलावा, स्टारशिप मॉड्यूल के इलेक्ट्रॉनिक्स को मुक्त प्रवाह से संरक्षित किया जाना चाहिए। यह ज्यामिति के संयोजन (इलेक्ट्रॉनिक्स को "प्रोफ़ाइल में उन्मुख करना", कम क्रॉस-सेक्शन के साथ) और विशेष सुरक्षा के साथ सबसे महत्वपूर्ण घटकों को कवर करके प्राप्त किया जा सकता है। इस तरह के कोटिंग्स प्रयोगशालाओं में पहले से ही दिखाए गए उपरोक्त बहुपरत ढांकता हुआ समाधान हो सकते हैं। इलेक्ट्रॉनिक्स को बचाने के लिए अत्यधिक चिंतनशील सामग्री के सीमित उपयोग के साथ मिलकर थोड़ा शोषक पाल सामग्री, मॉड्यूल के द्रव्यमान के एक ग्राम पैमाने के भीतर स्टारशिप की रक्षा करेगा। आगे के उत्पादन के लिए, एक सिलिकॉन डाइऑक्साइड सब्सट्रेट पर सिलिकॉन माइक्रोक्यूब्स के एक डिजाइन का अध्ययन किया जा रहा है।

युक्ति

यह एक सेल कंकाल विकसित करने के लिए आवश्यक है जो डिवाइस के त्वरण के दौरान भार धारण करेगा, इंटरस्टेलर माध्यम के साथ बातचीत के लिए प्रतिरोधी होगा, और पाल के आकार को बदलने में सक्षम होगा। फिलहाल, कई ग्राफीन-आधारित मिश्रित सामग्रियों पर विचार किया जा रहा है, जो उन पर लागू विद्युत वोल्टेज के आधार पर उनकी लंबाई को बदलने में सक्षम हैं। यह पहले दिखाया गया है कि किनारों पर छोटे द्रव्यमान का केन्द्रापसारक त्वरण पाल को खींच सकता है।

बीम पर पकड़

लॉन्च चरण के दौरान बीम आकार और रोशनी की व्यवस्था को स्थिरता के लिए अनुकूलित किया जाना चाहिए। लगभग 10 मिनट की इस अवधि के दौरान, पाल को 1 टन वजनी प्रकाश ऊर्जा प्राप्त होती है। इस कारण से, पाल गुण या बीम अनियमितताओं में भी छोटे अंतर, पाल के द्रव्यमान के केंद्र से दबाव के केंद्र को स्थानांतरित करेंगे, और इसके थ्रस्ट वेक्टर को विस्थापित करेंगे।

आधुनिक ऑप्टिकल कोटिंग्स उद्योग पहले से ही स्मार्टफोन और टेलीस्कोपिक प्रकाशिकी के बड़े पैमाने पर उत्पादन में मिशन के लिए स्वीकार्य गुणवत्ता के स्तर पर है। लेकिन अंतिम पाल सामग्री अभी तक मौजूद नहीं है और इसे विकसित करने की आवश्यकता है।

लेजर एमिटर

लागत

पृथ्वी पर एक लेजर सरणी की अनुमानित लागत का अनुमान पिछले दो दशकों के एक्सट्रपलेशन पर आधारित है, साथ ही बड़े पैमाने पर उत्पादन में लागत में कमी की संभावनाओं पर भी है।

लेजर एम्पलीफायरों की लागत में हर 18 महीने में 1990 से 2015 तक तेजी से गिरावट आई है। यदि प्रवृत्ति जारी रहती है, तो एक बड़े उत्सर्जक का निर्माण आने वाले दशकों में परिमाण के कई ऑर्डर सस्ते होंगे।

जबकि डेवलपर्स दुनिया में सबसे बड़ी वैज्ञानिक परियोजना के साथ लागत की तुलना कर रहे हैं। यह हो सकता है, उदाहरण के लिए, आईएसएस ($ 157 बिलियन) या प्रयोगात्मक थर्मोन्यूक्लियर रिएक्टर ITER ($ 15 बिलियन)।

चरण

सिस्टम की क्षमताओं का परीक्षण करने के लिए, मीटर-स्केल सेल वाले एक मामले का अध्ययन किया गया था। उदाहरण के लिए, 200 हज़ार किलोमीटर की दूरी पर 4x4 मीटर पाल पर प्रकाश की किरण को केंद्रित करने के लिए 2 नैनोरडियन्स (0.4 कोणीय मिलीसेकंड) के एक केंद्रित कोण की आवश्यकता होती है। यह 1 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य पर संचालित एक किलोमीटर लेजर एमिटर के लिए विवर्तन सीमा है।

इवेंट के लिए इंटरफेरोमेट्री क्षितिज टेलिस्कोप ने 1 मिमी के तरंग दैर्ध्य पर उप-नैनो-रेडियल सटीकता प्राप्त करने की क्षमता का प्रदर्शन किया है।

वायुमंडल

वातावरण दो प्रभावों का परिचय देता है:

अवशोषण (संचरण की अखंडता का उल्लंघन)
- बीम की गुणवत्ता में कमी (बीम ब्लरिंग)

1 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य पर वायुमंडल का संचरण बहुत अच्छा है - पहाड़ों में उच्च स्थित वस्तुओं के लिए 90% से अधिक। स्थापना की इस व्यवस्था के साथ, यह वातावरण में बीम के प्रसार को कम करेगा, जो अनुकूली प्रकाशिकी को विवर्तन की सीमा तक जितना संभव हो सकेगा। वायुमंडलीय अशांति, जो बीम को धुंधला करती है, समुद्र तल से 5 किमी की ऊंचाई पर लगभग 4 गुना कम है। अंतरिक्ष में एक बीकन की मदद से लेजर उत्सर्जक के ऑपरेटिंग मोड को सही करके वातावरण के प्रभाव को और भी अधिक बेअसर किया जा सकता है।

ब्रेकथ्रू स्टारशॉट प्रोजेक्ट 0.2-1 किमी के ऑप्टिकल लेजर सिस्टम के लिए विवर्तन सीमा तक पहुंचना चाहता है। यह मौजूदा समाधानों से बेहतर परिमाण के 1-2 आदेश हैं, लेकिन इस लक्ष्य को प्राप्त करने में कोई मौलिक सीमाएं नहीं हैं।

प्रक्षेपण:

1 मीटर पाल करने के लिए सटीकता

लेज़र एमिटर को ज़मीन के 60,000 किलोमीटर ऊपर कक्षा में स्वयं पाल के आकार से कम पाल पर एक जगह पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए।
लेजर के लक्ष्य को अल्फा सेंटॉरी स्टार सिस्टम की स्थिति के साथ समन्वित किया जाना चाहिए, ताकि सिस्टम का पारित होना दो खगोलीय इकाइयों के भीतर से गुजरे। कम-थ्रस्ट फोटॉन इंजन के उपयोग से 1-2 खगोलीय इकाइयों द्वारा पाठ्यक्रम को सही करना संभव हो जाएगा।

बीम पोजिशनिंग समस्या में, मुख्य समस्या बीम पर पाल रखी जा रही है। यह पाल के आकार और उससे दूरी पर निर्भर करता है। मीटर सेल के लिए, लॉन्चिंग रेंज कई मिलियन किलोमीटर तक हो सकती है। ऐसी दूरी पर आवश्यक लक्ष्य सटीकता कुछ कोणीय मिलीसेकंड है। इस समस्या को हल करने के कई तरीके हैं।
रडार का उपयोग करके वायुमंडल मॉडल को कैलिब्रेट किया जाता है, लेजर बीम तथा ऑप्टिकल माप वास्तविक समय में। यह आवश्यक स्थिति सटीकता प्राप्त करेगा।

अधिकांश स्थलीय दूरबीनें (उदाहरण के लिए, केके टेलिस्कोप) में कुछ चाप सेकंड के क्रम की सटीकता होती है और यह केवल सीमित सीमा तक 100 आर्क मिलीसेकंड के मोड में वस्तुओं को ट्रैक कर सकती है। मिशन के उद्देश्यों के लिए, सटीकता में एक महत्वपूर्ण सुधार की आवश्यकता है।
हालांकि, अंतरिक्ष यान के एक बीकन ट्रैकिंग सिस्टम (वायुमंडलीय प्रभावों के लिए सही करने के लिए) के साथ चरणबद्ध सरणी प्रणाली द्वारा एक लेजर बीम की पीढ़ी आवश्यक सटीकता प्राप्त कर सकती है।

बीम पर पाल पर पकड़

ऐसे कई प्रभाव हैं जो इस कार्य को कठिन बनाते हैं। ये बीम अस्थिरता, लेजर ऑपरेटिंग मोड, पाल पर अभिनय करने वाले बल, पाल को गर्म करना, उत्सर्जकों की ऊर्जा के कारण वायुमंडलीय अमानवीयताएं हैं।

पाल को घुमाकर और उस पर पहुंचने वाली किरणों की किरण दोनों के आकार को विनियमित करके उपरोक्त समस्याओं को हल किया जा सकता है। प्रतिपुष्टि लेजर उत्सर्जक के काम में मदद करेगा, लेकिन छोटी अवधि उड़ान प्रणाली के आत्म स्थिरीकरण की आवश्यकता है।

बीम पर अपनी स्थिति को स्थिर करने के लिए पाल को आकार देने के लिए एक आशाजनक दृष्टिकोण है। यही है, रोटेशन के दौरान, पाल ऐसे टोरों और बलों से प्रभावित होगा जो इसके उन्मुखीकरण को बहाल करने की प्रवृत्ति रखते हैं। उच्च आवृत्ति के झटके पाल को प्रेषित ऊर्जा की कुल मात्रा को कम कर देंगे, लेकिन अच्छा पाल गतिशीलता एक निश्चित आवृत्ति के ऊपर शोर करने के लिए इसकी संवेदनशीलता को कम कर सकता है।

चूंकि बीम को आकार देने के लिए चरणबद्ध सरणी का उपयोग किया जाएगा, इसलिए बीम की प्रोफाइल को एक प्रतिक्रिया तंत्र के बिना भी बीम पर अपनी स्थिति बनाए रखने के लिए पाल की क्षमता को अधिकतम करने के लिए आकार दिया जा सकता है।

ऊर्जा उत्पादन और भंडारण

ऊर्जा उत्पादन और भंडारण एक तकनीकी चुनौती है।
100 गीगावॉट बिजली का उत्पादन और कुछ ही मिनटों में इसकी डिलीवरी तकनीक के मौजूदा स्तर पर काफी हद तक हासिल हो सकती है। प्राकृतिक गैस बिजली संयंत्र $ 0.1 प्रति किलोवाट की लागत से बिजली पैदा कर सकते हैं।
बैटरियां और सुपरकैपेसिटर अब भी उपलब्ध हैं जो उचित लागत पर आपके लिए आवश्यक भंडारण क्षमता प्रदान कर सकते हैं।

एक्सोप्लैनेट की कक्षीय स्थिति का सटीक निर्धारण

1 खगोलीय इकाई तक की सटीकता के साथ एक एक्सोप्लैनेट तक नैनोक्राफ्ट पहुंचाने के लिए, उड़ान पथ के पास सभी विशाल निकायों के लिए सटीक रूप से खाता होना आवश्यक हो सकता है।
कुछ जानकारी परियोजना के पहले मिशनों द्वारा एकत्र की जा सकती है और बाद के लॉन्च में इसे ध्यान में रखा जा सकता है। पंचांगों को बेहतर ढंग से समझने का प्रयास किया जा रहा है - समय में विशिष्ट बिंदुओं पर बड़ी वस्तुओं की कक्षीय स्थिति जो गति के प्रक्षेपवक्र को प्रभावित कर सकती है। इसमें दक्षिणी गोलार्ध में प्रमुख दूरबीनों के साथ सहयोग शामिल हैं, जिनमें वेरी लार्ज टेलीस्कोप और जेमिनी शामिल हैं।

क्रूजिंग चरण:

अंतरराज्यीय धूल

हमारे सबसे करीब के अंतरतारकीय माध्यम में धूल के घनत्व के अनुमानों के आधार पर, अल्फा सेंटौरी की यात्रा के दौरान, स्टारशिप इलेक्ट्रॉनिक मॉड्यूल और ललाट सेल के ललाट पार-अनुभागीय क्षेत्र के प्रत्येक वर्ग सेंटीमीटर लगभग 1000 धूल कणों से टकराएंगे 100 नैनोमीटर और उससे अधिक आकार में लेकर। हालांकि, पूरे उड़ान समय में 1 माइक्रोमीटर के कण से टकराने की संभावना लगभग 10% है। और बड़े कणों के मुठभेड़ की संभावना नगण्य है।

100 नैनोमीटर का एक धूल कण, जो प्रकाश की गति के 20% की गति से बढ़ रहा है, इलेक्ट्रॉनिक मॉड्यूल में लगभग 0.4 मिमी की गहराई तक प्रवेश करेगा। प्रभाव का आकलन करने के लिए, 10 सेमी x 0.1 मिमी के आयाम वाले मॉड्यूल के लिए गणना की जाती है। ऐसे मॉड्यूल का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र 0.1 सेमी 2 है। इस तरह के एक मॉड्यूल के सामने लागू एक सुरक्षात्मक बेरिलियम कांस्य कोटिंग धूल और कटाव के खिलाफ सुरक्षा प्रदान कर सकता है। यदि आवश्यक हो, तो क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र को कम करने के लिए स्टारशिप की ज्यामिति को संशोधित किया जा सकता है (उदाहरण के लिए, "सुई" के आकार में)।

पाल ही, क्षति को कम करने के लिए, उड़ान के क्रूर चरण के दौरान अधिक सुव्यवस्थित विन्यास में तह किया जा सकता है।

100 एनएम कण के प्रभाव से गति अपेक्षाकृत कम है और फोटॉन थ्रस्टर्स द्वारा इसकी भरपाई की जा सकती है।

अंदर की धूल का प्रभाव सौर प्रणाली इंटरस्टेलर डस्ट की तुलना में नगण्य। अल्फा सेंटौरी प्रणाली में धूल की उपस्थिति के बारे में बहुत कम जानकारी है।

इंटरस्टेलर मध्यम और कॉस्मिक किरणें

औसत मुक्त पथ और इंटरस्टेलर प्लाज्मा कणों का लामोर त्रिज्या एक नैनोक्राफ्ट के आकार से बहुत बड़ा है। इसका मतलब है कि इस तरह के कण एक झटके के बिना, एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से दीवारों को प्रभावित करेंगे।

प्रकाश की गति के 20% की गति से इंटरस्टेलर प्लाज्मा से प्रोटॉन नैनोक्राफ्ट को 18 मेव की गतिज ऊर्जा से प्रभावित करेगा, और इलेक्ट्रॉनों में 10.2 केवी की ऊर्जा होगी। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन एक हाइड्रोजन परमाणु में संयुक्त होते हैं, या अलग से पहुंचते हैं। छिड़काव के कारण नैनोक्राफ्ट सतह का क्षरण होगा। इस तरह से परमाणुओं की संख्या 1000 प्रति सेमी 2 के क्रम पर होगी। डिवाइस के सामने के चेहरे का कुल वजन कुछ ही परतें हैं।

18 MeV प्रोटॉन कई मिलीमीटर की गहराई तक प्रवेश करेंगे। इसलिए, इलेक्ट्रॉनिक्स को नुकसान से बचने के लिए ऐसे कणों को रोकने के लिए एक सुरक्षात्मक परत की आवश्यकता होगी।

कॉस्मिक किरणें इंटरस्टेलर प्रोटॉन की तुलना में बहुत कम हैं और इसलिए इसे अनदेखा किया जा सकता है। भारी तत्वों के साथ टकराव को एक सुरक्षात्मक कोटिंग द्वारा नरम किया जाना चाहिए: हीलियम नाभिक में लगभग 72 मेव की ऊर्जा होती है और उनकी संख्या मुक्त प्रोटॉन की संख्या का लगभग 10% होती है। तत्वों कार्बन, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के नाभिक 200-300 MeV की ऊर्जा ले जाते हैं और कुल 0.01% की मात्रा में मौजूद होते हैं।
संरक्षण तकनीकों को विकसित करने के लिए, प्रकाश की गति के 20% की गति से और एक ठोस शरीर के साथ टकराकर आयनों के लिए प्रयोगशाला प्रयोगों का संचालन करना आवश्यक है।

इंटरस्टेलर आयनों और इलेक्ट्रॉनों के साथ टकराव, सैद्धांतिक रूप से, उनके फायदे हो सकते हैं: वे नैनोक्रॉफ्ट को 10 केवी (प्रति इलेक्ट्रॉन गतिज ऊर्जा) तक की क्षमता प्रदान कर सकते हैं। नैनोक्राफ्ट की ललाट सतह 6 mW / सेमी 2 की दर से गर्म होगी, जो इंटरस्टेलर माध्यम से यात्रा करते समय एक छोटा थर्मोइलेक्ट्रिक पावर स्रोत प्रदान करेगी।