Oamenii de știință au propus o nouă tehnologie de călătorie interstelară

Cercetătorii au propus o nouă tehnologie de călătorie interstelară care ar putea face posibilă parcurgerea distanțelor enorme necesare pentru misiuni.

Provocarea fundamentală în a ajunge la un alt sistem stelar constă în generarea și transferul suficient de eficient și de accesibil al energiei către o navă spațială. Limitările fizice ale navelor spațiale moderne creează dificultăți semnificative în explorarea spațiului interstelar în timpul unei vieți de om, mai ales având în vedere spațiul redus disponibil la bord pentru transportul combustibilului sau al bateriilor. Pentru a atinge vitezele extraordinare necesare, este nevoie de o nouă tehnologie de călătorie interstelară.

• Test de cultură generală. Cât timp ar dura să zbori în jurul lumii?
• Chiar și 10 minute de exerciții fizice ar putea combate cancerul, relevă un studiu

O astfel de soluție implică utilizarea fasciculelor de electroni relativiști, adică electroni care se mișcă aproape de viteza luminii. „Transmiterea energiei către navă a fost recunoscută de mult timp drept o modalitate de a genera mai multă energie decât am putea transporta. Energia este produsul dintre putere și timp, așa că, pentru a obține o cantitate dată de energie dintr-un fascicul, avem nevoie fie de o putere foarte mare, fie ca nava să rămână în fascicul pentru mult timp”, a explicat Jeff Greason, director tehnologic la Electric Sky Inc. și președinte al Fundației Tau Zero.

Avem nevoie de o nouă tehnologie de călătorie interstelară

O propunere recentă sugerează folosirea fasciculelor de electroni accelerați la viteze relativiste pentru a propulsa navele spațiale, depășind astfel distanțele uriașe dintre Pământ și cea mai apropiată stea.

„Pentru zborul interstelar, principala provocare este că distanțele sunt extrem de mari. Alpha Centauri se află la 4,3 ani-lumină distanță, de aproximativ 2.000 de ori mai departe decât a ajuns Voyager 1, cea mai îndepărtată navă spațială lansată vreodată. Nimeni nu este dispus să finanțeze o misiune care durează peste 30 de ani pentru a returna date, ceea ce înseamnă că trebuie să zburăm foarte rapid”, a explicat Greason.

Un studiu realizat de Greason și Gerrit Bruhaug, fizician la Laboratorul Național Los Alamos, publicat în jurnalul Acta Astronautica, subliniază că atingerea unor viteze interstelare practice depinde de capacitatea de a livra suficiente cantități de energie cinetică către navă într-un mod economic.

Pe ce s-ar putea baza o nouă tehnologie de călătorie interstelară? Fascicule de electroni vs. alte metode de propulsie

Majoritatea studiilor teoretice despre „călătorii pe fascicul” pentru zborul interstelar s-au concentrat pe fasciculele laser, compuse din fotoni (particule de lumină). Exemplele notabile includ ramjeturile interstelare și velele laser. Ramjeturile interstelare comprimă hidrogenul din mediul interstelar, cu energie furnizată de un laser, în timp ce velele laser folosesc impulsul fotonilor pentru a propulsa nava. Totuși, aceste concepte se confruntă cu limitări semnificative: densitatea scăzută a mediului interstelar și cerințele uriașe de energie pentru ramjeturi, respectiv dificultățile de menținere a intensității și alinierii fasciculului pentru velele laser.

Electronii, pe de altă parte, sunt mai ușor de accelerat la viteze relativiste și oferă avantaje unice. Totuși, fasciculele de electroni au propriile provocări, cum ar fi respingerea dintre electronii încărcați negativ, care determină dispersia fasciculului, scrie Space.com.

Greason și Bruhaug propun mai multe soluții. La viteze relativiste, timpul curge mai lent pentru electronii din fascicul, ceea ce limitează timpul în care fasciculul se poate dispersa, menținându-l concentrat. În plus, mediul interstelar nu este complet gol, ci conține un gaz ionizat rarefiat numit plasmă. Când fasciculul de electroni trece prin plasmă, respinge electronii mai ușori, lăsând în urmă ionii mai grei. Acești ioni creează un câmp magnetic care ține la un loc fasciculul de electroni, un fenomen numit „relativistic pinch”.

Conform calculelor echipei, un fascicul de electroni la viteze relativiste ar putea genera suficientă energie pentru a propulsa o sondă de 1.000 kg (dimensiunea lui Voyager 1) până la 10% din viteza luminii. Astfel, o misiune către Alpha Centauri ar dura doar 40 de ani, în comparație cu cei 70.000 de ani necesari în prezent.

Viitorul cercetărilor

Exemple de fascicule relativiste există deja în natură, cum ar fi jeturile de particule încărcate emise de găurile negre. Totuși, rămân întrebări esențiale: putem crea artificial astfel de condiții? Cum ar fi afectat fasciculul de câmpul magnetic al Soarelui? Cum ar putea fi inițiat fasciculul?

O posibilă soluție este plasarea unei nave generatoare de fascicule aproape de Soare, unde lumina intensă ar putea furniza energia necesară. „Deși este nevoie de muncă inginerească pentru a crea un astfel de fascicul de mare putere, aceasta nu este mai dificilă decât alte provocări”, a comentat Greason.

Dincolo de interstelar, tehnologia fasciculelor de electroni ar putea accelera călătoriile în Sistemul Solar sau ar putea transmite energie de la Soare către alte locații, precum Luna.

Deși este un obiectiv îndepărtat, reducerea costurilor transportului interstelar ar putea permite, într-o zi, explorarea altor stele de către oameni, extinzând granițele a ceea ce se credea posibil în explorarea spațială.

Vă recomandăm să citiți și:

Test de cultură generală. Câți ani galactici are Soarele?

Astronomii au descoperit o sursă radio care „nu ar trebui să existe”

Celebra sondă Gaia, oprită după 12 ani de cartografiere a Căii Lactee

Oamenii de știință au transformat trei ani de explozii solare în sunete