Dana 14. srpnja 2015. godine Novi horizonti misija je napravila povijest kada je postala prva robotska letjelica koja je izvela let Plutonom. 31. prosinca 2018. godine ponovno je ušla u povijest prvi je svemirski brod koji se okupio s Kuiperovim pojasom (KBO) - Ultima Thule (2014. MU69). Pored toga Voyager 2 sonda se nedavno pridružila svojoj sestri sondi (Voyager 1) u međuzvjezdani prostor.
S obzirom na ta dostignuća, razumljivo je da se prijedlozi za međuzvjezdane misije ponovno razmatraju. Ali što bi takva misija podrazumijevala i vrijedi li uopće? Kelvin F. Long, suosnivač Inicijative za međuzvjezdane studije (i4iS) i glavni zagovornik međuzvjezdanih letova, nedavno je objavio članak koji podupire ideju slanja robotskih misija u obližnje zvijezdene sustave za provođenje izviđanja na licu mjesta.
Dokument pod naslovom "Međuzvjezdane sonde: Prednosti astronomije i astrofizike" nedavno se pojavio na internetu. Rad sažima materijal koji će Long predstavljati na 47. simpoziju IAA o budućoj svemirskoj astronomiji i naučnim misijama solarnog sustava - koji je dio 70. međunarodnog astronautičkog kongresa - 10. listopada 2019. godine; konkretno, sjednica koja se bavi strategijama i planovima svemirske agencije.
Za početak, Long opisuje kako su astronomija / astrofizika (osobito tamo gdje su svemirski teleskopi uključeni) i svemirska istraživanja pomoću robotskih sondi duboko utjecali na našu vrstu. Kako je putem maila objasnio za Space Magazine:
„Astronomsko nastojanje otvorilo nam je horizonte spoznaje o podrijetlu i razvoju Sunčevog sustava, galaksije i šireg svemira. To je aktivnost koju su ljudi izvodili, navodno, desetke tisuća godina dok smo gledali prema zvijezdama, a oni su potaknuli našu znatiželju. Nikada nismo mogli dotaknuti zvijezde, ali mogli smo ih pogledati, a instrumentacija nam je dala potencijal da ih pogledamo još bliže. Tada nam je otkriće elektromagnetskog spektra pomoglo da razumijemo Svemir na način na koji to nikada prije nismo učinili. "
Trenutno su čovjekovi napori da direktno prouči planete i nebeska tijela u potpunosti ograničeni na Sunčev sustav. Proputovale su najudaljenije robotske misije (The Voyager 1 i 2 svemirske sonde) bile su do vanjskog ruba heliopauze, granice između našeg Sunčevog sustava i međuzvjezdanog medija.
Sve ove misije naučile su nas mnogo o planetarnoj formaciji, povijesti i razvoju našeg Sunčevog sustava i o samom planetu Zemlji. U posljednjih desetljeća, razmještanje misija poput Hubble, Spitzer, Chandra, Kepler, i the Tranzitni satelit ankete egzoplaneta (TESS) otkrili su tisuće planeta izvan našeg Sunčevog sustava.
To je, naravno, dovelo do ponovnog zanimanja za misije koje bi mogle izravno istraživati ekstrasolarne planete. Na isti način na koji vole misije GLASNIK, Junona, Zora, i Novi horizonti istraživali su Merkur, Jupiter, Ceres i Vesta, i Pluton, ove misije bile bi odgovorne za premošćivanje međuzvjezdane podjele i zračenje stražnjih slika i podataka udaljenih planeta.
"Pitanje je jesmo li zadovoljni da ih samo gledamo izdaleka ili bismo željeli tamo otići?" rekao je Long. "Svemirske sonde nude jasnu prednost u odnosu na daljinsko daljinsko istraživanje, što je potencijal za izravna in-situ znanstvena istraživanja iz orbite ili čak s površine. U svemiru u kojem se Zemlja, pa čak i naš Sunčev sustav svode na samo blijedoplavu točku među prazninom, bili bismo ludi da ne pokušavamo jednog dana. "
Ali naravno, mogućnost istraživanja drugih solarnih sustava predstavlja neke velike poteškoće, od kojih nisu najmanji troškovi. Da budemo perspektivni, program Apollo koštao je procijenjenih 25,4 milijarde dolara, što se pokazalo na 143,7 milijardi dolara ako se prilagodi inflaciji. Prema tome, slanje broda drugoj zvijezdi slično je trčanju u bilijune.
No, kako je Long objasnio, svi se ovi izazovi mogu sažeti u dvije kategorije. Prva se bavi činjenicom da nam nedostaje potrebna tehnološka zrelost:
"Kao i sve svemirske letjelice, međuzvjezdana svemirska sonda će trebati snage, pogonske i druge sustave kako bi ostvarila svoju misiju i uspješno postigla cilj i stekla svoje podatke. Izgradnja svemirske letjelice koja može ići dovoljno brzo da bi se putovanje do najbližih zvijezda ostvarilo u razumnom vremenu ljudskog života, a također napajala te pogonske sustave, nije lako i nadmašuje performanse bilo koje tehnologije koju smo ikad pokrenuli u svemir do nekoliko naloga veličine. Pa ipak, osnovni principi na kojima će ti strojevi raditi, iz fizičke i inženjerske perspektive, dobro su razumljeni. Za to je potreban samo usredotočeni program napora. "
Kao što smo govorili u prethodnom postu, trebalo bi nevjerojatno dugo vremena da se upustim u najbližu zvijezdu. Koristeći postojeću tehnologiju, trebalo bi svemirskom brodu od 19.000 do 81.000 godina da dosegne Alfa Centauri. Čak i korištenjem nuklearnog pogona (izvediva, ali još uvijek ne testirana tehnologija), trebalo bi još 1000 godina da stignemo tamo.
Drugo veliko pitanje, prema Longu, jest nedostatak političke volje. Trenutno se planeta Zemlja suočava s više problema, od kojih su najveći prenaseljenost, siromaštvo i klimatske promjene. Kombinirani ti problemi, u biti znače da će čovječanstvo morati voditi računa o potrebama više milijardi ljudi, a istovremeno se bavi smanjenjem resursa.
"S obzirom na konkurencijske probleme na Zemlji, smatra se da danas nema opravdanja za odobravanje troškova takvih misija", rekao je Long. "Očito, otkriće egzoplanete s potencijalno zanimljivom biologijom može to promijeniti. Privatni sektor može pokrenuti takve misije, ali vjerovatno je to u budućnosti, jer je većina privatnih napora usredotočena na Mjesec i Mars. "
Jedina iznimka u tome, objašnjava Long, su Probojne inicijative Projekt Zvijezda, koji ima za cilj poslati sondu od šest grama Proximi Centauri u samo 20 godina. To bi bilo moguće upotrebom svjetlosnog jedra, koje bi laseri ubrzavali do relativističke brzine do 60 000 km / s (37,282 mps), odnosno do 20% brzine svjetlosti.
Sličan koncept misije poznat je kao Projekt Zmaj, koncept koji je razvio međunarodni tim znanstvenika Tobias Häfner. Zanimljivo je da je ovaj prijedlog rođen iz iste idejne studije koja je i inspirirala Starshot- koju je 2013. godine ugostila Inicijativa za međuvjesne studije (i4iS).
Kao Starshot, Dragonfly konceptni poziv na lasersko vođenje jedrilice koja bi vukla svemirski brod do relativističke brzine. Međutim, Dragonfly svemirski brod bio bi značajno teži od grama sonde, što bi omogućilo uključivanje više znanstvenih instrumenata. Svemir bi također usporio magnetsko jedro po dolasku.
Iako će misije poput ove vjerojatno koštati oko 100 milijardi dolara za razvoj, Long sigurno smatra da bi to moglo biti u domeni pristupačnosti s obzirom na potencijalne isplate. Što se tiče isplata, međuzvjezdana misija bi imala dosta, a sve bi bilo prosvjetljujuće i uzbudljivo. Kao što je Long rekao:
„Prilika za provođenje promatranja drugih zvjezdanih sustava dala bi nam puno bolje razumijevanje kako se formirao naš vlastiti Sunčev sustav, kao i prirodu zvijezda, galaksija i egzotičnih pojava poput crnih rupa, tamne materije i tamne energije. Također bi nam mogla dati i bolja predviđanja o potencijalu za sustave koji se razvijaju. “
Postoji i mogućnost da svemirske sonde koje provode međuzvjezdane plovidbe relativističkim brzinama otkriju novu fiziku. Trenutno znanstvenici razumiju Svemir u smislu kvantne mehanike (ponašanje materije na subatomskoj razini) i opće relativnosti (materija na najvećim mjerilima - sustavi zvijezda, galaksije, superklasteri itd.).
Do danas, svi pokušaji pronalaženja velike objedinjene teorije (GUT) - aka. teorija svega (TOE) - koja bi spojila ove dvije škole mišljenja nisu uspjele. Dugo tvrdi da bi znanstvene misije na druge zvijezdene sustave mogle vrlo dobro pružiti novu sintezu koja bi nam pomogla da naučimo mnogo više o tome kako Svemir funkcionira u cjelini.
Ali naravno, nijedan razgovor o isplatama ne bi bio potpun bez spominjanja najvećeg od svega: pronalaska života! Čak i da je to samo kolonija mikroba, znanstvene implikacije bile bi neizmjerne. Što se tiče implikacija pronalaska inteligentne vrste, implikacije bi bile neizmjerne. Također bi se riješilo bezvremeno pitanje da li je čovječanstvo samo u Svemiru ili ne.
"Pronalazak inteligentnog života bio bi izmjenjivač igara, jer ako uspostavimo kontakt s takvom vrstom i dijelimo svoje znanje s drugima, to će imati dubok utjecaj na naše znanosti, ali i na našu osobnu filozofiju", rekao je Long. "To je važno kad se razmatra starogodišnje pitanje ljudskog porijekla."
Ali naravno, puno toga se mora dogoditi prije nego što se o takvim misijama razmišlja. Za početak su tehnološki zahtjevi, čak i za tehnički izvediv koncept poput Starshot, trebate riješiti dosta unaprijed. Kao i svi potencijalni rizici povezani s međuzvjezdanim letom relativističkim brzinama.
Ali prije svega, morat ćemo znati unaprijed kamo uputiti ove misije kako bismo maksimizirali znanstveni povrat naše investicije. Tu će tradicionalna astronomija i astrofizika igrati veliku ulogu. Kao što je Long objasnio:
Prije nego što se bilo koje misije pokrenu na drugim zvjezdanim sustavima, prvo je potrebno okarakterizirati znanstvenu vrijednost posjećivanja tih sustava prije početka, što će zahtijevati astronomske platforme za promatranje dugog dometa. Nakon što su sonde lansirane, oni će također pomoći u kalibraciji naših mjerenja razmjera kozmičke udaljenosti, što će također pomoći u poboljšanju naših astronomskih instrumenata. Jasno je, dakle, da svaka vrsta koja teži prosvjetljenju o Svemiru i njegovom mjestu u njemu, trebala bi obuhvatiti oba oblika ispitivanja, jer se međusobno poboljšavaju.
Proći će mnogo desetljeća prije nego što čovječanstvo bude spremno odvojiti vrijeme, energiju i resurse za međuzvjezdanu misiju. Ili će možda biti jednostavno godina prije nego što postojeći prijedlozi razrade sva tehnička i logistička pitanja. Bilo kako bilo, kada se postavi međuzvjezdana misija, to će biti važan i izuzetno povijesni događaj.
A kad počne slati podatke iz najbližih zvijezdanih sustava, to će biti događaj bez premca u povijesti. Osim potrebnog napretka u tehnologiji, sve što je potrebno je volja za ostvarivanjem krucijalnih ulaganja.
