السفر بين النجوم سوف يكون من الممكن في وقت أقرب مما تعتقدون

مرة الإنسانية قد الطموحات التي أدت إلى لا يصدق مثل هذه المشاريع باعتبارها أول رحلة مأهولة إلى الفضاء أو بعثة إلى القمر. وسوف تكون الخطوة التالية استعمار الكواكب ، ومن ثم السفر بين النجوم. مبادرة اختراق Starshot الإنسان الطموحات والوعود إلى تمهيد الطريق لنا إلى أقرب النجوم.

اختراق Starshot ، من بنات أفكار رجل الأعمال الروسي الملياردير يوري ميلنر ، وأصبحت معروفة في نيسان / أبريل 2016 في المؤتمر الصحفي الذي شارك فيه المعروفة الفيزيائيين ، بما في ذلك ستيفن هوكينغ و فريمان دايسون. على الرغم من أن المشروع لم يكتمل تماما, خطة أولية ينطوي على إرسال ألف رقائق حجم طابع البريد على فضية كبيرة الأشرعة ، الذي صدر لأول مرة على مدار الأرض ، ومن ثم سيتم التعجيل الأرضي الليزر.

دقيقتين من الليزر تسارع المركبة الفضائية سوف تسريع تصل إلى خمس سرعة الضوء — ألف مرة أسرع من أي الاصطناعي الجهاز في تاريخ البشرية.

كل وحدة سوف يطير 20 عاما وجمع البيانات العلمية في الفضاء بين النجوم. الوصول إلى الكواكب في نظام ألفا قنطورس, المدمج في الكاميرا الرقمية سيتم تصويرها بدقة عالية وإرسالها إلى الأرض ، مما يسمح لنا أن ننظر إلى أقرب الكواكب المجاورة. بالإضافة إلى المعرفة العلمية نستطيع أن نقول إن هذه الكواكب عن الاستعمار.

الفريق الذي هو Starshot اختراق, مثيرة للإعجاب مثل التكنولوجيا. يتكون مجلس الإدارة ميلنر ، هوكينج و مارك زوكربيرج ، خالق Facebook. دور المدير التنفيذي في بيت ردين ، المدير السابق لمركز الأبحاث في وكالة ناسا إيمز. العديد من العلماء المعروفين ، بما في ذلك الحائزين على جائزة نوبل ، لتقديم المشورة المشروع ، ميلنر وضعت 100 مليون دولار من ماله الخاص لبدء العمل. جنبا إلى جنب مع زملائهم أنها تستثمر أكثر من 10 مليار دولار في غضون سنوات قليلة حتى تم الانتهاء من العمل.

على الرغم من أن الفكرة تبدو تماما sci-Fi, لا يوجد العلمية العقبات التي تعترض تنفيذها. هذا ، ومع ذلك ، ليس بالضرورة أن يحدث غدا: Starshot كانت ناجحة ، العدد اللازم من الإنجازات في مجال التكنولوجيا. المنظمين العلماء والاستشاريين يؤمنون المتسارع في التقدم Starshot تنفيذها في غضون 20 عاما.

ثم سوف تجد قائمة من أحد عشر التقنيات Starshot أي والأمل من أجل تنمية هائلة خلال السنوات العشرين المقبلة ، وضع العلماء.

الكشف عن الكواكب الخارجية

كوكب خارج المجموعة الشمسية هو كوكب خارج نظامنا الشمسي. على الرغم من أن أول اكتشاف علمي الكواكب الخارجية عقدت في عام 1988 في 1 مايو 2017 اكتشف 3608 2702 الكواكب الخارجية في الأنظمة الكوكبية. على الرغم من أن البعض منهم تشبه الكواكب في النظام الشمسي, بين لهم أن هناك العديد من عادية ، على سبيل المثال ، مع حلقات 200 مرة أوسع من حلقات زحل.

ما هو سبب هذا الطوفان من الإكتشافات ؟ تحسن كبير من التلسكوبات.

بعد 100 سنة مضت ، أكبر تلسكوب في العالم كانت عاهرة تلسكوب مع مرآة 2.54 متر. اليوم كبيرة جدا تلسكوب المرصد الأوروبي الجنوبي يتكون من أربعة التلسكوبات الكبيرة التي يبلغ قطرها 8.2 متر و هو الأكثر إنتاجية الأرض الفلكية تثبيت إصدار واحد المادة العلمية في استعراض الأقران في اليوم.

العلماء استخدام الدبابة و أداة خاصة إلى البحث عن مادة صلبة كواكب خارج المجموعة الشمسية في يحتمل أن تكون المنطقة القابلة للسكنى. في مايو 2016, العلماء باستخدام الترابيست تلسكوب في شيلي ، وجدت واحدا بل السبعة الكواكب الخارجية من الأرض حجم يحتمل أن تكون صالحة للسكن المنطقة.

وفي الوقت نفسه في الفضاء ناسا المركبة الفضائية كبلر المصممة خصيصا من أجل هذه المهمة قد حددت بالفعل أكثر من 2000 الكواكب الخارجية. تلسكوب الفضاء جيمس ويب التي سيتم إطلاقها في تشرين الأول / أكتوبر 2018 ، سوف تقدم غير مسبوق البصيرة ما إذا كانت الكواكب الخارجية لدعم الحياة. "إذا كانت هذه الكواكب لها الجو ، JWST سوف يكون المفتاح لفتح أسرارهم" ، ويقول دوغ هودجنز ، exoplanet برنامج عالم في مقر ناسا في واشنطن.

تكلفة بدء

السفينة الأم Starshot سيتم إطلاقها على متن صاروخ وإطلاق ألف سفينة. تكلفة نقل الحمولة مع استخدام المتاح صواريخ ضخمة ، ولكن مقدمي الخدمات في القطاع الخاص مثل "سبيس إكس" و الأزرق الأصل أثبتت نجاحها في إطلاق الصواريخ التي يمكن إعادة استخدامها ، والتي من المتوقع أن تقلل بشكل كبير من تكلفة إطلاق. سبيس اكس بالفعل إلى خفض التكلفة إلى 60 مليون دولار لمجموعة فالكون 9 الإطلاق ، مثل توسيع مساحة خاصة صناعة الصواريخ التي يمكن إعادة استخدامها تصبح أكثر شيوعا ، السعر سينخفض والخريف.

Starchip

كل 15 ملم Starchip ("ستار رقاقة") يجب أن يحتوي على مجموعة كبيرة من بارعة الأجهزة الإلكترونية مثل نظام ملاحة, كاميرا, الليزر الاتصالات النظائر المشعة البطارية ، معدد الكاميرا واجهة. المهندسين نأمل أن تكون قادرة على تقليص كل ذلك في جهاز صغير في حجم طابع البريد.

في النهاية ، أول رقائق الكمبيوتر في عام 1960 المنشأ الواردة حفنة من الترانزستورات. بفضل قانون مور ، ونحن اليوم يمكن أن يصلح مليارات الترانزستورات على كل رقاقة. أول كاميرا رقمية وزنها عدة أرطال و مصنوعة من 0.01 ميجابيكسل صورة. اليوم عن الكاميرا الرقمية الاستشعاريجعل عالية الجودة لون الصور في 12 ميغابكسل و يناسب في الهاتف الذكي جنبا إلى جنب مع أجهزة استشعار أخرى مثل نظام تحديد المواقع, مقياس التسارع, جيروسكوب. ونحن نرى هذه التحسينات تتسرب إلى استكشاف الفضاء مع ظهور الأقمار الصناعية الصغيرة مع تقديم جودة البيانات.

لنجاح Starshot نحن بحاجة إلى كتلة رقاقة حوالي 0.22 غرام بحلول عام 2030. ولكن إذا كانت التحسينات التي سوف تبقى في نفس المعدل ، وتشير التوقعات إلى أنه من الممكن تماما.

ضوء الشراع

الشراع يجب أن تكون مصنوعة من مواد عالية الانعكاسية (للحصول على أقصى قدر من الزخم من الليزر) الحد الأدنى ماصة (لا يحترق من الحرارة) وأنه من السهل جدا (لتسريع بسرعة). هذه المعايير الثلاثة هي في غاية الأهمية في الوقت الحالي مادة مناسبة لهم ببساطة لا وجود لها.

اللازمة الإنجازات التي يمكن أن تأتي من الأتمتة إلى الذكاء الاصطناعي و تسريع اكتشاف مواد جديدة. هذا أتمتة قد وصلت إلى نقطة أن أساليب التعلم الجهاز اليوم التي يمكن أن "إنشاء مكتبة من المرشحين مواد مناسبة إلى عشرات الآلاف من عناصر" تسمح المهندسين لتحديد ما يستحق القتال من أجله وما هو ضروري الاختبار تحت ظروف معينة.

تخزين الطاقة

على الرغم من أن Starchip سوف تستخدم صغيرة النظائر المشعة البطارية خلال 24 عاما من الرحلة, ونحن سوف لا تزال بحاجة الكيميائية التقليدية بطارية الليزر. الليزر تحتاج إلى إطلاق طاقة هائلة في وقت قصير ، وبالتالي الطاقة المخزنة في البطاريات في مكان قريب.

البطارية تحسين بنسبة حوالي 5-8% في السنة ، على الرغم من أننا غالبا ما لا تراه ، لأن مستوى استهلاك الطاقة في تزايد. إذا بطاريات تستمر في التحسن على هذا المعدل في عشرين سنة سوف يكون 3-5 مرات أكثر قدرة من اليوم. ابتكارات أخرى قد تتبع استثمارات كبيرة في البطاريات. وهي مشروع مشترك مع تسلا مدينة الطاقة الشمسية قد وضعت بالفعل 55,000 في كاواي الى السلطة الكثير من البنية التحتية.

الليزر

الآلاف من أشعة الليزر القوية سيتم استخدامها لتعزيز الجهاز جنبا إلى جنب مع الشراع.

الليزر طاعة قانون مور تقريبا نفس الدوائر المتكاملة مضاعفة قدرة النصف كل 18 شهرا. خلال العقد الماضي كان هناك تسارع حاد زيادة الطاقة الصمام الثنائي ليزر الألياف. أول ضرب 10 كيلووات واحدة وضع الألياف في عام 2010 100 كيلوواط حاجز بضعة أشهر. بالإضافة إلى القوة الغاشمة علينا النجاح في الجمع بين مصفوفة مجموعة مراحل من أشعة الليزر.

سرعة

لدينا القدرة على التحرك بسرعة... كان يتحرك بسرعة. في عام 1804 اخترع القطار قريبا جدا وسجل لم يسمع به من سرعة 100 كيلومتر في الساعة. المركبة الفضائية "هيليوس-2" قد يحجب هذا السجل في عام 1976: أسرع وقت "هيليوس-2" تم إزالتها من الأرض بسرعة 356 040 كم/ساعة. بعد 40 عاما المركبة الفضائية "آفاق جديدة" وصلت إلى شمسي سرعة 45 كيلومترا في الثانية (أكثر من 200 ، 000 ميلا في الساعة). ولكن حتى لو التحرك بنفس السرعة سوف يستغرق وقتا طويلا للوصول إلى ألفا قنطورس أربع سنوات ضوئية منا.

على الرغم من تسارع الجسيمات دون الذرية إلى النسبية سرعات أصبح شائعا في مسرعات الجسيمات ، العيانية الكائنات لتفريق لم تنجح. تحقيق 20% من سرعة الضوء سوف يكون 1000 أضعاف زيادة في سرعة أي جسم بناها رجل.

ذاكرة التخزين

على أساس الحسابات القدرة على تخزين المعلومات. Starshot سيعتمد على الاستمرار في خفض تكلفة وحجم الذاكرة الرقمية لتوفير مساحة تخزين كافية عن البرامج و الصور في نظام ألفا قنطورس و الكواكب.

تكلفة الذاكرة قد انخفض باطراد على مدى عقود: في عام 1970 ، ميغابايت حوالي مليون دولار ؛ الآن مجرد بنس. حجم المطلوبة للتخزين ، كما تقلصت من 5-يحتاج القرص الصلب للتحميل في عام 1956 مع مساعدة من شاحنة رافعة شوكية, تصل إلى 512 جيجابايت محركات أقراص فلاش USB تزن بضعة غرامات.

الإتصالات

في أقرب وقت Starchip اتخاذ الصور أنها سوف تحتاج إلى إرسالها مرة أخرى للمعالجة.

الاتصالات تطورت بشكل كبير منذ الكسندر غراهام بيل اخترع الهاتف في عام 1876. متوسط سرعة الإنترنت اليوم حوالي 11 ميغابت في الثانية. عرض النطاق الترددي و السرعة المطلوبة لإرسال الصور الرقمية أكثر من 4 سنوات ضوئية — 40 تريليون كيلومتر يتطلب أحدث التطورات في مجال الاتصالات السلكية واللاسلكية.

واعدة للغاية تقنية Li-Fi اللاسلكية تحويل الوعود إلى 100 مرة أسرع من خدمة الواي فاي. أيضا من التجارب في مجال الكم الاتصالات السلكية واللاسلكية ، التي لن تكون سريعة ، ولكن آمنة.

الحوسبة

الخطوة الأخيرة من المشروع Starchip سيتم تحليل البيانات التي تم إرجاعها من قبل المركبة الفضائية. لهذا نحن يجب أن تعتمد على تنمية هائلة من قوة الحوسبة التي زادت تريليون مرات على مدى السنوات الـ 60 الماضية.

خفض تكلفة الحوسبة كثيرا في الآونة الأخيرة المرتبطة الغيوم. تتطلع إلى المستقبل باستخدام التقنيات الجديدة مثل الحوسبة الكمومية ، يمكننا أن نتوقع ألف مرة زيادة في الطاقة بحلول الوقت عندما Starshot سيعود البيانات. هذا استثنائية قوة الحوسبة سوف تسمح لنا لأداء العلمية المعقدةالنمذجة والتحليل أقرب المجاورة.