Člani ekipe Breakthrough Starshot so sestavili seznam izzivov, ki jih bodo morali rešiti, da bodo čez 20 let ustvarili sončno jadro prave velikosti, ki bo letelo na Alpha Centauri. Njihove ugotovitve so bile objavljene v reviji Nature Materials.
"Prvi rezultati naše analize so bili nepričakovano optimistični - materiali, ki so že na voljo, v kombinaciji z novimi načini izdelave in merjenjem njihovih lastnosti načeloma omogočajo, da izdelamo prototipno jadro, primerno za pospeševanje medzvezdne ladje," so zapisali Harry Atwater s sodelavci. s kalifornijskega tehnološkega inštituta v Pasadeni (ZDA).
Aprila 2016 sta pokojni britanski kozmolog Stephen Hawking in ruski milijarder Jurij Milner v seriji Breakthrough Initiatives - Breakthrough Starshot spregovorila o svoji naslednji "vesoljski" pobudi. V njenem okviru je poslovnež namenil 100 milijonov dolarjev za izdelavo vesoljskega plovila na podlagi ideje, ki so jo pred dvema letoma izpostavili kalifornijski fiziki pod vodstvom Filipa Lubina.
Njeno bistvo je pošiljanje ne klasičnih vesoljskih ladij na oddaljene planete, temveč izredno lahke in ravne strukture, izdelane iz odsevnega materiala, ki jih bomo s pomočjo močnega orbitalnega laserja pospešili do skoraj svetlobne hitrosti.
Takšna medzvezdna "jadrnica" bo po izračunih ameriških fizikov lahko dosegla Alfo Centauri čez 20 let, med Marsom in Zemljo pa bo letela v le treh dneh brez polne obremenitve in v mesecu z 10 tonami.
Glavna težava v obeh primerih bo upočasnitev sonde - medtem ko ekipa, ki je prišla z njo, nima idej, kako narediti postanek laserske "jadrnice" varen. Podobne težave se bodo pojavile, kot so pozneje drugi fiziki predlagali, med njegovim pospeševanjem - jadro bo bodisi zgorelo z laserjem, bodisi se bo zrušilo ob trku z delci prahu.
Atwater in njegovi sodelavci na inštitutu, neposredno vpleteni v Breakthrough Starshot, so prvič podrobno preučili, kako bi se takšno jadro obnašalo pri interakciji z laserjem in medzvezdnim medijem, ter oblikovali niz minimalnih zahtev za njegovo izdelavo.
Kot so ugotovili znanstveniki, kljub skoraj "nemogočemu" naboru lastnosti - površina 10 kvadratnih metrov, masa v gramih in odbojnost 99,999999% - glavna težava pri izdelavi jadra ne bo izbira materiala, temveč številne druge stvari. Izkazalo se je, da na Zemlji že obstajajo številni materiali, vključno s filmi iz molibdenovega disulfida, amorfnega silicija in številnimi drugimi polprevodniki, ki imajo podobne lastnosti.
Promocijski video:
Če je ta film dovolj tanek, trčenje paradoksa z atomi helija in vodika v medzvezdnem mediju skorajda ne bo vplivalo na življenjsko dobo jadra. Večina atomov bo šla skozi njo, ne da bi povzročila škodo, trki z delci prahu pa, kot kažejo izračuni fizikov, bodo poškodovali največ 10% celotne površine jadra.
Težava pa je ta, da danes ne obstajajo tehnologije, ki bi omogočale gojenje zelo homogenih in tankih filmov teh snovi potrebne velikosti. Znanstveniki bodo morali najti način, kako lepiti razmeroma majhne delce teh filmov, premera 10-20 centimetrov, in to operacijo je treba izvesti s praktično atomsko natančnostjo.
Po drugi strani so Atwater in njegovi sodelavci prepričani, da je mogoče takšne tehnike "lepljenja" kosov jadra hitro razviti, pri čemer se opirajo na tehnologije, ki se danes uporabljajo v IT industriji za spajkanje posameznih elementov mikrovezja. Njihovo ustvarjanje bo omogočilo Breakthrough Starshot rešiti eno glavnih težav in začeti ustvarjati laserski sistem, ki lahko pospeši to jadro do zahtevane hitrosti.