Új, izgalmas elképzelés született a csillagközi utazás terén!
A Sunbeam képes lenne hosszabb távolságokat bejárni és nagyobb tömeget mozgósítani, mint bármely eddigi csillagközi küldetés, de ehhez mindössze egy hatalmas előrelépés szükséges az űrbeli infrastruktúra fejlesztésében. Ez a monumentális fejlődés új lehetőségeket nyithatna meg a mélyűr felfedezésében, és a jövő űrutazásának alapját képezhetné.
Két szakember javaslata szerint elektronnyalábok alkalmazásával gyorsíthatnák relativisztikus sebességre azokat az eszközöket, amelyek a szomszédos csillagrendszer feltérképezésére készülnek. Az Acta Astronautica szaklapban közzétett írás szerzői a Los Alamosi laboratóriumban dolgozó, részecskegyorsítókra specializálódott kutatók, Gerrit Bruhaug és Jeffrey K. Greason, aki egyben a Tau Zero alapítvány vezetője is. Az ő innovatív ötleteik új dimenziókat nyithatnak meg a csillagközi kutatás területén.
A Tau Zerót a NASA egykori csillagközi utazással kapcsolatos programjának vezetői alapították, amely 1996 és 2002 között működött. A szervezet neve Poul Anderson Hugo-díjas hard sci-fi regényéből ered, amely a csillagközi utazás izgalmas világát tárja elénk. A regény különlegessége, hogy hűen tükrözi tudományos ismereteinket, a szereplők nem bűvészkednek, nem vívnak karddal, és a történet minden helyszíne valósághűen ábrázolt gravitációs viszonyokkal rendelkezik.
A Voyager űrszondák öt évtizedes fáradhatatlan útja után, amelyek elhagyták a Naprendszert, talán merész állítás lenne azt mondani, hogy a csillagközi utazás még mindig a technikai határainkon túl van. Azonban a jelenlegi technológiai szintünkkel a közeli Alfa Centauri elérése körülbelül hetvenezer évbe telne – egy időtáv, ami messze túlmutat a civilizációnk által megszokott terveken és perspektívákon.
Az alternatív kutatási irányvonalak közül a legkiemelkedőbb a 2016-os Breakthrough Starshot projekt, amelyet Jurij Milner, Stephen Hawking és Mark Zuckerberg indított el, jelentős pénzügyi támogatással. Az alapötlet egy innovatív fényvitorlás jármű, amelyet lézeres impulzusok segítségével gyorsítanának fel, és amely egy centiméteres méretű, csupán néhány gramm súlyú szondát szállítana. A gyorsítást egy hatalmas, 100 gigawatt teljesítményű lézerrendszer végezné. Mivel a lézer folyamatosan újrahasználható, akár ezer StarChip néven ismert egységből álló flottát is képes lenne felgyorsítani. Ez a megoldás jelentősen ellensúlyozná a szondák kis méretéből adódó hátrányokat, és növelné az ellenállóságot az egyes komponensek meghibásodásával vagy megsemmisülésével szemben. Ez különösen fontos, hiszen relativisztikus sebességnél egy apró porszem is halálos következményekkel járhat.
A NASA hosszú idő után nemrégiben újra felfedezte a napvitorlázás izgalmas világát. Tavaly ősszel indított demonstrációs programjuk során azonban szembesültek a különböző fényvitorlák használatával kapcsolatos ismétlődő kihívásokkal. Jelenleg még nem sikerült biztos alapokra helyezni a stabil manőverezést ezekkel az innovatív eszközökkel.
A Tau Zero tavaly októberben bemutatott koncepciója, amely a Sunbeam nevet viseli, számos hasonlóságot mutat a Breakthrough Starshot projektjével, ugyanakkor több szempontból túlszárnyalja azt. Az alapötlet itt is egy statikus gyorsító eszköz, amely mozgási energiát biztosít, ám míg a Breakthrough Starshot lézersugarat alkalmaz a szonda gyorsítására, addig a Sunbeam egy elektronokból álló részecskefelhőt használ.
A Breakthrough Starshot projekt ambiciózus tervei között szerepel, hogy körülbelül 0,1 csillagászati egységen belül végezzenek gyorsítást. Mivel egy csillagászati egység megegyezik a Föld és a Nap távolságával, ez azt jelenti, hogy a StarChipek a távolság ezen tizede alatt gyorsulnának fel a fénysebesség ötödére. Ennek köszönhetően a legközelebbi csillagot körülbelül húsz év alatt elérhetnénk.
Elektronokból álló részecskesugarakat viszonylag könnyen létrehozhatunk, ám a bennük mozgó elektronok kölcsönhatása miatt taszítják egymást. Ennek ellenére a részecskegyorsítókban megfigyelték, hogy amikor ezek az elektronok a fénysebességhez közeli tempóra gyorsulnak, az időeltolódás következtében a taszítás hatása gyakorlatilag észlelhetetlenné válik. Ennek köszönhetően egy elektronnyaláb jelentős távolságokon is alkalmazható, akár 100 csillagászati egység távolságig, ami szinte a Naprendszer határát jelenti. A kutatók azt is megemlítik, hogy a nyaláb potenciálisan még ennél is messzebb, akár 1000 csillagászati egységig is működhet.
Az ötlet legnagyobb előnye mégsem ez, hanem az, hogy a Voyager-szondákhoz hasonló kaliberű, 1000 kilogrammos szondákat lehetne ezzel a módszerrel gyorsítani. Ilyen méretű szerkezet már elegendő teret adna a műszereknek, amelyek egy komoly tudományos vizsgálódáshoz szükségesek. Egy ekkora szondát a fénysebesség tizedére lehetne gyorsítani, vagyis mintegy negyven év alatt elérhetné az Alfra Centauri hármas csillagrendszert.
A részecskenyaláb Bruhaug és Greason szerint nagyságrendekkel praktikusabb lenne a fény alapú gyorsításnál. Az előnyök mellett azonban van az ötletnek egy-egy gyenge pontja is: a gigawattos nyalábot elindító rendszer. Bár a Nagy Hadronütköztetőnél kisebb teljesítményű rendszerről van szó, az emberiségnek így is egy 800 méter átmérőjű űr-erőművet kellene építenie az űrben. Ez egy ponton lebegne a Nap közelében, olyan közel, mint amilyen közel nemrég a Parker napszonda elsuhant. A Nap mágneses mezeje és a belőle érkező fény nyomása megakadályozná, hogy a szerkezet a csillagba zuhanjon. Miközben azonban a Parker a leggyorsabb ember alkotta a tárgy, a gyorsító állomásnak vagy annak részeinek tartósan el kellene viselniük a Nap közvetlen közelségét.
