2016 년 4 월, 러시아 억만 장자 유리 밀너 (Miri Milner)는 획기적인 스타 샷 (Starbreak)을 창설했다고 발표했다. 그의 비영리 과학 조직 (획기적인 이니셔티브)의 일환으로 Starshot의 목적은 우리의 생애 내에서 가장 가까운 별 시스템 인 Alpha Centauri (일명 Rigel Kentaurus)에 도달 할 수있는 광선 나노 기술을 설계하는 것이 었습니다.
스타 샷 (Starshot) 개념을 뒷받침하는 과학자와 엔지니어는 처음 시작한 이후 그러한 임무가 직면 할 수있는 문제를 해결하려고 노력해 왔습니다. 마찬가지로, 과학계에서는 그러한 개념이 어떻게 작용할 수 있는지에 대한 제안을 한 많은 사람들이 있습니다. Max Planck Institute for Solar System Research의 최신 소식은 두 명의 연구원이 우주선이 목적지에 도달하면 속도를 늦추는 새로운 방법을 고안했습니다.
요약하자면, Starshot 개념은 작은 그램 규모의 나노 크래프트가 광선으로 견인되고 있습니다. 지면 기반 레이저 어레이를 사용하면이 광선은 약 60,000km / s (37,282mps)의 속도 또는 광속의 20 %로 가속됩니다. 이 속도에서 나노 크래프트는 단 20 년 만에 4.37 광년 떨어진 알파 센타 우리 (Alpha Centauri)와 가장 가까운 별 시스템에 도달 할 수있었습니다.
당연히 이것은 성간 먼지와의 충돌 가능성, 광선의 적절한 모양 및 레이저 어레이에 전력을 공급하는 데 필요한 에너지 요구 사항을 포함하여 여러 가지 기술적 과제를 제시합니다. 그러나 그러한 공예가 목적지에 도달하면 속도가 느려질 것이라는 아이디어도 마찬가지로 중요합니다. 다른 쪽 끝에 레이저를 사용하지 않고 에너지를 차단하면 어떻게 시스템이 연구를 시작하기에 속도가 느려 집니까?
René Heller와 Michael Hippke는 그들의 연구에서“고속 항성 광자 돛이 알파 센타 우리 (Alpha Centauri)에서 바운드 궤도로 감속하는 것”을 다루기로 결정한 것은 바로이 질문이었다. 헬러 (Heller)는 현재 행성 비전 프로그램의 일환으로 외계 행성 사냥꾼 인 PLAO (Platoary Transitary and Stars of Stars) 행성 임무에 대한 준비로 ESA를 돕고있는 천체 물리학 자입니다.
IT 전문가 인 마이클 히프 케 (Michael Hippke)의 도움을 받아 두 사람은 성간 임무가 알파 센타 우리에 도달하기 위해 필요한 것을 고려하고 도착하자마자 과학적 수익을 제공했습니다. 이를 위해서는 제동 조작이 도착하면 우주선이 눈을 깜박일 때 시스템을 추월하지 않도록해야합니다. 그들이 연구에서 언급 한대로 :
이러한 성간 탐사선은 발사 후 20 년 후에 Proxima에 도달 할 수 있지만, 추진력을 늦추지 않으면 서 몇 시간 내에 시스템을 통과 할 수 있습니다. 여기서 우리는 별 트리플 알파 Cen A, B, C (Proxima)의 별 광자 압력이 중력 보조기와 함께 사용되어 지구에서 들어오는 태양 돛을 감속시키는 방법을 보여줍니다.”
Heller와 Hippke는 계산을 위해 크래프트의 무게가 100 그램 (3.5 온스) 미만이고 표면적이 100,000m² (1,076,391 평방 피트) 인 돛에 장착 될 것으로 추정했습니다. 이러한 작업이 완료되면 Hippke는 일련의 컴퓨터 시뮬레이션에 적용했습니다. 그들의 결과를 바탕으로 레이저의 필요성을 완전히 없애는 완전히 새로운 미션 컨셉을 제안했습니다.
본질적으로, 수정 된 개념은 자체 추진력과 정지 력을 제공하는 AAS (Autonomous Active Sail) 기술을 요구했습니다. 이 기술은 태양계에있는 동안 항해를 전개하고 태양의 태양풍을 사용하여 고속으로 가속합니다. Alpha Centauri 시스템에 도달하면 항해를 재배치하여 Alpha Centauri A 및 B에서 들어오는 방사선이 속도를 늦추는 효과를 갖습니다.
이 제안 된 기동의 추가 보너스는, 일단 우주선이 알파 센타 우리 (Alpha Centauri) 시스템을 효과적으로 탐사 할 수있을 정도로 감속 된 후에는이 별들로부터 중력 보조를 사용하여 프록시마 센타 우리 (Proxima Centauri)로 자신을 다시 라우트 할 수 있다는 것입니다. 일단 그곳에 도달하면 지구와 가장 가까운 외계 행성 인 Proxima b의 첫 근접 탐사를 수행하고 대기와 표면 조건이 어떤지 결정할 수 있습니다.
이 행성의 존재는 2016 년 8 월에 유럽 남부 천문대에 의해 처음 발표되었으므로, 거주 가능 여부에 대한 많은 추측이있었습니다. 실행 가능한 분위기, 자기권 및 표면의 액체 물과 같은 텔러 마커를 확인하기 위해 그것을 조사 할 수있는 임무를 갖는 것은 분명히 그 논쟁을 해결 할 것입니다.
Max Planck Institute의 보도 자료에서 Heller가 설명했듯이,이 개념은 몇 가지 장점을 제공하지만 장단점을 가지고 있습니다. 그 중 최소한 Alpha Centauri에 도달하는 데 걸리는 시간은 아닙니다. “우리의 새로운 미션 컨셉은 과학적으로 높은 수익을 낼 수 있지만 손자의 손자 만이받을 수 있습니다.”라고 그는 말했다. 반면에 Starshot은 수십 년에 걸쳐 작동하며 한 세대에 실현 될 수 있습니다. 따라서 Starshot에 대한 장기적인 후속 개념을 파악했을 것입니다.”
현재 Heller와 Hippke는 Breakthrough Starshot과의 개념을 논의하여 실행 가능한지 여부를 확인하고 있습니다. 그들의 연구를 살펴본 한 사람은 Avi Loeb 교수, 하버드 대학교의 Frank B. Baird Jr. 과학 교수 및 획기적인 재단 자문위원회 의장입니다. 이메일을 통해 Space Magazine에 말한 것처럼 Heller와 Hippke가 제시 한 개념은 고려할 가치가 있지만 다음과 같은 한계가 있습니다.
“별빛 (및 중력 지원)으로 우주선 속도를 늦출 수 있다면 같은 힘으로 처음부터 우주선을 발사 할 수도 있습니다. 그렇다면 레이저를 사용하여 최근 발표 된 Breakthrough Starshot 프로젝트는 왜 우리의 우주선을 추진하기 위해 햇빛이 아닌가? 우리의 계획된 레이저 어레이는 국부 태양 플럭스보다 백만 배 큰 에너지 플럭스로 항해를 추진할 수 있습니다.
“스타 라이트를 사용하여 상대적인 속도에 도달 할 때 극히 얇은 항해를 사용해야합니다. 새로운 논문에서, Heller와 Hippke는 그램 규모의 항해 대신에 밀리그램의 예를 고려합니다. 스타 샷 (Starshot) 개념 연구에서 구상 한대로 10 평방 미터의 돛의 경우, 돛의 두께는 단지 몇 개의 원자 여야합니다. 이러한 표면은 반사하고자하는 광의 파장보다 수십 배 더 얇아서, 반사율은 낮을 것이다. 무게를 너무 많이 줄여서 항해 재료의 강성과 반사율을 유지하는 것은 불가능 해 보입니다.
“Starshot 개념을 정의 할 때의 주요 제약은 우리의 일생 동안 알파 센타 우리를 방문하는 것이 었습니다. 이 백서에서 언급 한 바와 같이 인간의 수명을 넘어서 여행 시간을 연장하면 관련 사람들에게 덜 매력적일 것입니다. 또한 돛에는 무게를 크게 증가시킬 수있는 전자 장치가 동봉되어야한다는 점을 명심해야합니다.”
요컨대, 시간이 중요하지 않은 경우, 다른 태양계에 도달하려는 첫 번째 시도에는 실제로 AAS가 추진되고 태양풍에 의해 느려질 수 있습니다. 그러나 그러한 임무가 완수되기까지 몇 세기를 기꺼이 기다릴 경우 기존 엔진 (승무원도 포함)이있는 로켓을 알파 센타 우리로 보내는 것도 고려할 수 있습니다.
그러나 우리가 자신의 생애에 도달하려는 의도가 있다면 레이저로 구동되는 돛이나 그와 비슷한 것이 갈 길입니다. 인류는 반세기가 넘게 우리 뒤뜰에 무엇이 있는지 조사해 왔으며, 우리 중 일부는 옆집에 무엇이 있는지보고 싶어하지 않습니다!
