Na kalifornijskom sveučilištu u Santa Barbari, istraživači s UCSB eksperimentalne kozmološke grupe (EKG) trenutno rade na načinima kako ostvariti san o međuzvjezdanom letu. Pod vodstvom profesora Filipa Lubina, skupina je posvetila značajan napor u stvaranju međuzvjezdane misije koja se sastoji od svjetlosnog jedra usmjerene energije i svemirske letjelice (WSS).
Ako sve pođe dobro, ovaj će svemirski brod moći da postigne relativističke brzine (dio brzine svjetlosti) i dospije do najbližeg zvjezdanog sustava (Proxima Centauri) unutar našeg života. Nedavno je EKG postigao značajnu prekretnicu uspješno testirajući prototipsku verziju svog plovila (aka. StarChip). To se sastojalo od slanja prototipa preko balona u stratosferu radi testiranja njegove funkcionalnosti i performansi.
Lansiranje je obavljeno u suradnji s Pomorskom akademijom Sjedinjenih Država u Annapolisu 12. travnja 2019. Taj je datum odabran tako da se poklapa s 58. godišnjicom orbitalnog svemirskog leta ruskog kozmonauta Jurija Gagarina, što ga čini prvim čovjekom koji je otišao u svemir , Test se sastojao od lansiranja prototipa na balon na nadmorsku visinu od 32 000 m (105 000 stopa) iznad Pensilvanije.
Kao što je prof. Lubin objasnio u intervjuu s UCSB-om Struja:
"To je dio procesa izgradnje za budućnost, a istovremeno testirate svaki dio sustava da biste ga pročistili. To je dio dugoročnog programa razvoja minijaturnih svemirskih letjelica za međuplanetarni i na kraju za međuzvijezdani let. "
Ideja koja stoji iza StarChipa je jednostavna. Iskorištavajući napredak u minijaturizaciji, sve potrebne komponente istraživačke misije mogle su se montirati na svemirski brod veličine ljudske ruke. Sastavni dio jedra temelji se na konceptu solarnog jedra i na izradbama izrađenim od laganih materijala; i zajedno čine svemirsku letjelicu kojom se može ubrzati do 20% brzine svjetlosti.
Za potrebe ovog leta, znanstveni tim koji ga je stvorio postavio je StarChip serijom testova osmišljenih da odmjere njegove performanse u svemiru i sposobnost istraživanja drugih svjetova. Osim što je vidio kako se događa u Zemljinoj stratosferi (tri puta viši od operativnog stropa zrakoplova), prototip je prikupio više od 4000 slika Zemlje. Kako je objasnio Nic Rupert, razvojni inženjer u Lubinovom laboratoriju:
„Dizajniran je tako da ima brojne funkcije mnogo većih svemirskih letjelica, kao što su snimanje, prijenos podataka, uključujući lasersku komunikaciju, određivanje stava i senzitiranje magnetskog polja. Zbog brzog napretka u mikroelektronici, možemo smanjiti svemirsku letjelicu u mnogo manji format nego što je to već bilo učinjeno za specijalizirane aplikacije poput naše. "
Dok je StarChip besprijekorno obavljao ovaj let, pred nama su ogromne tehničke prepreke. S obzirom na udaljenosti - 4,24 svjetlosne godine (40 trilijuna km; 25 trilijuna milja) - i činjenicu da će svemirski brod trebati da postigne djelić brzine svjetlosti, tehnološki zahtjevi su zastrašujući. Kao što je Lubin rekao:
"Običnim kemijskim pogonima, poput onog koji nas je odveo na Mjesec prije gotovo 50 godina na današnji dan, trebalo bi gotovo stotinu tisuća godina da dođemo do najbližeg zvjezdanog sustava, Alpha Centauri. Čak bi i napredni pogon poput ionskih motora trajao više tisuća godina. Postoji samo jedna poznata tehnologija koja je u stanju da dosegne obližnje zvijezde u roku čovjekova života i koja koristi samu svjetlost kao pogonski sustav. "
Jedan od najvećih izazova u ovom trenutku je izgradnja zemaljskog laserskog niza koji bi mogao ubrzati lasersko jedro. "Ako imate dovoljno veliki laserski niz, zapravo možete gurnuti vafre laserskim jedrom da biste došli do našeg cilja od 20 posto brzine svjetlosti", dodao je Rupert. "Tada bi bio u Alpha Centauri za nešto poput 20 godina."
Od 2009. godine, eksperimentalna kozmološka grupa UCSB istražuje i razvija ovaj koncept u sklopu NASA-inog programa za napredne koncepte pod nazivom Starlight. Od 2016. godine dobili su znatnu potporu Breakthrough Initiative (neprofitni program za istraživanje svemira koji je stvorio Yuri Milner) u sklopu Breakthrough Starshota.
Umjesto stvaranja jedne svemirske letjelice, tim se nada da će njihovo istraživanje dovesti do stvaranja stotina, pa čak i tisuća brodica s vaflijem koji bi mogli posjetiti egzoplanete u obližnjim sustavima zvijezda. Ove svemirske letjelice uklonile bi potrebu za gorivom i mogle bi putovati u roku od nekoliko desetljeća, a ne stoljeća ili tisućljeća.
U tom bi pogledu ova svemirska letjelica mogla otkriti postoji li ili ne postoji život izvan Zemlje u našim životima. Drugi zanimljiv aspekt UCSB projekta uključuje slanje života sa Zemlje na druge egzoplanete. Točnije, tardigrade i nematoda c.
Ovaj aspekt njihovog plana nije različit od prijedloga dr. Klaudija Grosa s Instituta za teorijsku fiziku Sveučilišta Goethe. U skladu s nazivom „Projektna geneza“, prijedlog poziva svemirske letjelice koje pokreće usmjerena energija za put do drugih zvjezdanih sustava i sjeme svih „prijelazno useljivih“ egzoplaneta koji su tamo. Ukratko, život bi dobio kratki start na planetama koje su nastanjive, ali nisu nastanjene.
Kao što je objasnio David McCarthy, student poslijediplomskog studija na katedri za elektrotehniku i računalno inženjerstvo na UCSB-u, vrlo je iterativan proces doći do točke gdje je sve moguće. "Smisao stvaranja tih stvari je znati što želimo uključiti u sljedeću verziju, u sljedeći čip", rekao je. "Započinjete s uobičajenim komponentama jer možete brzo i jeftino ponavljati."
Nakon završetka ovog testiranja na visini, grupa UCSB cilja sljedeći prvi suborbitalni let sljedeće godine. U međuvremenu, napredak u silikonskoj optici i integriranoj fotonici u vafelima - dijelom zahvaljujući istraživanjima UCSB-ovog odjela za električnu i računalnu tehniku - smanjuje troškove masovne proizvodnje ovih sićušnih letjelica.
Pored međuzvezdnih putovanja, ova bi tehnologija mogla olakšati brze, jeftine misije na Mars i druga mjesta Sunčevog sustava. Profesor Lubin i njegovi suradnici također su proveli godine istražujući aplikacije za planetarnu obranu od kometa, ublažavanje svemirskih krhotina, jačanje satelita u orbiti oko Zemlje ili daljinsko napajanje udaljenih stanova Sunčevog sustava. Kada je u pitanju usmjerena energija, mogućnosti zaista zapanjuju.
