Aprila letos je skupina poslovnežev in znanstvenikov, med katerimi je bil tudi Stephen Hawking, napovedala ambiciozen projekt raziskovanja medzvezdnega prostora z uporabo kompaktnega nanosatelita v velikosti poštne znamke, ki ga poganja laserski pogon. Cilj: priti do najbližjega soseda sončnega sistema - Alpha Centauri.
Če bo to majhno vesoljsko plovilo mogoče pospešiti do skoraj načrtovane 1/5 hitrosti svetlobe, bo ladja lahko dosegla svoj cilj v samo 20 letih. Toda ali lahko elektronika tako majhne in krhke naprave deluje 20 let v surovem prostoru?
Po mnenju raziskovalcev iz NASE in Korejskega inštituta za znanost in tehnologijo je največja težava, s katero se bo moral soočiti Hawkingov projekt Breakthrough Starshot, vesoljsko sevanje.
Tako kot pri astronavtih bo tudi vesoljsko plovilo moralo vsako sekundo doživeti ogromen vpliv močno nabitih delcev, kar lahko povzroči resno škodo na plasti silicijevega dioksida, ki bo pokrivala vesoljsko plovilo. V tem primeru bodo vse notranje komponente naprave odpovedale že dolgo pred koncem 20-letnega vesoljskega potovanja.
Kako rešiti to težavo? Po mnenju znanstvenikov iz NASE bi lahko ena od možnosti bila postavitev poti okoli najnevarnejših območij, kjer je koncentracija sevanja v ozadju veliko višja kot običajno. Vendar se lahko v tem primeru trajanje misije večkrat poveča. Poleg tega bo že minimalna izpostavljenost sevanju sčasoma povzročila resno škodo na vesoljski plovili.
Druga, bolj praktična možnost je lahko zaščita sonde in njene elektronike v upanju, da se zmanjša vpliv škodljivega kozmičnega sevanja v ozadju. Vendar pa bo dodajanje dodatne teže vesoljskemu plovilu upočasnilo hitrost misije, saj večje vesoljsko plovilo ne bo moglo pospešiti do želenih hitrosti.
Vendar pa obstaja tretja pot, ki bi lahko delovala, če lahko na poti do alfe Kentavra zgradimo nanoship, sposoben samozdravljenja od kozmičnega sevanja.
"Pravzaprav tehnologija samozdravljenja čipov obstaja že leta," pravi NASA-jev raziskovalec Jin-Woo Han.
Promocijski video:
Eksperimentalni tranzistorji GAA FET (gate-all-around), ki jih je razvila mednarodna skupina znanstvenikov, lahko rešijo težavo. Njihova posebnost je v tem, da se čipi, ki temeljijo na teh tranzistorjih, lahko obnavljajo pod vplivom toplote. Toplota pa lahko nastaja z električnim tokom. Glavna ideja je, da se tak čip znotraj vesoljskega plovila vsakih nekaj let med dolgim vesoljskim potovanjem izklopi. V času takšnih "ponovnih zagonov" jo bo učinek toplote obnovil pred učinki sevanja. Po obnovitvi bo čip znova omogočil in še naprej opravljal svoje delo.
V laboratorijskih testih teh tranzistorjev so znanstveniki poskrbeli, da je mogoče pomnilnik na njihovi osnovi ob segrevanju obnoviti do 10.000-krat, pomnilnik DRAM pa do 1012-krat. Seveda so z vidika možnosti za uporabo v vesoljskih plovilih trenutno ti tranzistorji še vedno hipotetična rešitev. Kot smo že omenili, so tranzistorji eksperimentalni. Potreben je svež in zunanji pogled na njihovo učinkovitost. Vendar pa ekipa, ki jih je ustvarila, verjame, da je njihova uporaba v vesoljskih misijah, kot je Breakthrough Starshot, res mogoča.
Seveda je reševanje problema, kako elektronika deluje v zahtevnih okoljih, le del večje uganke. Če se bo majhno vesoljsko plovilo res srečalo z Alpha Centauri, se bo moralo boriti več kot le s sevanjem. Na tej poti bodo trki s kozmičnimi plini in prahom enako nevarni.
V začetku tega leta je raziskovalna skupina Breakthrough Starshot začela vrsto eksperimentov, ki temeljijo na tveganju, in ugotovila, da bi bil trk tako majhne ladje s celo delci kozmičnega prahu katastrofalen. To pomeni, da se je treba znova vrniti k vprašanju zaščitnega zaščite naprave.
Preden projekt postane resničnost, bo treba ogromno dela. Pa ne samo inženirski, ampak tudi znanstveni. Na koncu pa vsa prizadevanja morda ne bodo zaman. Sama ideja, prej niti ideja, ampak zelo resnična želja - doseči zvezdo zunaj sončnega sistema v 20 letih - ne bi smela samo presenetiti, ampak tudi neverjetno motivirati. Na srečo ima moderna znanost tako prvega kot drugega v izobilju.
NIKOLAY KHIZHNYAK