캘리포니아 산타 바바라 대학 (University of California, Santa Barbara)에서 UCSB Experimental Cosmology Group (ECG)의 연구원들은 현재 항성 간 비행의 꿈을 이루는 방법을 연구하고 있습니다. 필립 루빈 (Philip Lubin) 교수의지도하에이 그룹은 지향성 에너지 돛과 웨이퍼 스케일 우주선 (WSS)“웨이퍼 크래프트 (wafercraft)”로 구성된 항성 임무를 만들기 위해 상당한 노력을 기울였다.
모든 것이 잘 진행된다면이 우주선은 상대 속도 (빛의 속도의 일부)에 도달하여 우리의 생애 내에서 가장 가까운 별 시스템 (Proxima Centauri)에 도달 할 수 있습니다. 최근 ECG는 웨이퍼 크래프트 ( "StarChip")의 프로토 타입 버전을 성공적으로 테스트하여 주요 이정표를 달성했습니다. 이는 풍선을 통해 프로토 타입을 성층권으로 보내 기능과 성능을 테스트하는 것으로 구성되었습니다.
발사는 2019 년 4 월 12 일 아나 폴리스에있는 미국 해군 사관학교와 공동으로 진행되었습니다.이 날짜는 러시아 우주 비행사 유리 가가린의 궤도 우주 비행 58 주년과 일치하도록 선정되어 우주로가는 최초의 인간이되었습니다. . 이 테스트는 펜실베니아에서 32,000m (105,000 피트) 고도까지 풍선을 타고 프로토 타입을 발사하는 것으로 구성되었습니다.
루빈 교수는 UCSB와의 인터뷰에서 설명했듯이 현재:
“미래를 위해 구축하는 과정의 일부이며 시스템의 각 부분을 테스트하는 방식에 따라 시스템을 개선합니다. 이는 행성 간 및 궁극적으로 성간 비행을위한 소형 우주선을 개발하는 장기 프로그램의 일부입니다.”
스타 칩의 기본 개념은 간단합니다. 소형화의 진보를 이용함으로써, 탐험 임무의 모든 필요한 구성 요소는 인간 손 크기의 우주선에 장착 될 수있다. 돛 구성 요소는 태양 돛의 개념과 가벼운 재료로 만든 개발을 기반으로합니다. 그리고 함께, 그들은 우주선의 속도를 최대 20 %까지 가속 할 수있는 우주선에 합쳐집니다.
이 비행을 위해 과학 팀은 우주에서 성능과 다른 세계를 탐험 할 수있는 능력을 측정하도록 설계된 일련의 테스트를 통해 StarChip을 만들었습니다. 지구의 성층권 (비행기 운항 상한보다 3 배 높음)에서 공정한 모습을 보지 않고 시제품은 4000 장 이상의 지구 이미지를 수집했습니다. Lubin 실험실의 개발 엔지니어 인 Nic Rupert는 다음과 같이 설명했습니다.
“이것은 레이저 통신, 자세 결정 및 자기장 감지를 포함한 이미징, 데이터 전송과 같은 훨씬 더 큰 우주선의 많은 기능을 갖도록 설계되었습니다. 마이크로 일렉트로닉스의 급속한 발전으로 우주선은 우리와 같은 특수한 응용 분야에 비해 훨씬 작은 형식으로 우주선을 축소 할 수 있습니다.”
이 비행에서 스타 칩 (StarChip)이 완벽하게 수행되었지만, 앞으로는 엄청난 기술적 장애물이 있습니다. 4.24 광년 (40 조 킬로미터, 25 조 밀리미터)의 거리와 우주선이 빛의 속도의 일부에 도달해야한다는 사실을 고려할 때 기술 요구 사항은 어려워지고 있습니다. 루빈이 말했듯이 :
“우리를 거의 50 년 전부터 지금까지 달로 데려 간 것과 같은 일반적인 화학 추진은 가장 가까운 별 시스템 인 Alpha Centauri에 도달하는 데 거의 십만 년이 걸릴 것입니다. 그리고 이온 엔진과 같은 고급 추진조차도 수천 년이 걸릴 것입니다. 인간의 삶에서 가까운 별에 도달 할 수 있고 추진 시스템으로 빛 자체를 사용하는 것으로 알려진 기술은 하나뿐입니다.”
이 시점에서 가장 큰 과제 중 하나는 레이저 항해를 가속화 할 수있는 지구 기반 레이저 어레이를 구축하는 것입니다. 루퍼트는“레이저 배열이 충분히 크다면 실제로 레이저 돛으로 웨이퍼를 밀어서 광속의 20 % 목표를 달성 할 수있다”고 덧붙였다. "그런 다음 20 년 정도면 Alpha Centauri에있을 것입니다."
UCSB Experimental Cosmology Group은 2009 년부터 Starlight라는 NASA Advanced Concepts 프로그램의 일환으로이 개념을 연구하고 개발해 왔습니다. 2016 년부터 Breakthrough Starshot의 일환으로 Breakthrough Initiatives (Yuri Milner가 만든 비영리 우주 탐사 프로그램)로부터 상당한 지원을 받았습니다.
이 팀은 단일 우주선을 만드는 것이 아니라 인근 스타 시스템의 외계 행성을 방문 할 수있는 수백, 수천 개의 웨이퍼 스케일을 만들 수 있기를 바라고 있습니다. 이 우주선은 추진제의 필요를 없애고 수세기 또는 수백 년이 아닌 몇 십 년 안에 여행을 할 수있을 것입니다.
이런 점에서이 우주선은 우리의 생애에서 생명이 지구 너머에 존재하는지 여부를 밝힐 수 있습니다. UCSB 프로젝트의 또 다른 흥미로운 측면은 지구에서 다른 외계 행성으로 생명을 보내는 것입니다. 구체적으로, 지각과 선충 c.
그들의 계획의 이러한 측면은 괴테 대학교 이론 물리학 연구소의 클라우디우스 그로스 박사가 제안한 것과 다릅니다. 적절하게“프로젝트 창세기”라고 명명 된이 제안은 유도 된 에너지에 의해 추진 된 우주선이 다른 별 계로 여행하고 거기에있는“일시적으로 거주 할 수있는”외계 행성을 뿌릴 것을 요구합니다. 요컨대, 거주 가능하지만 거주하지 않는 행성에서 생명이 시작됩니다.
UCSB의 전기 및 컴퓨터 공학과 대학원생 인 David McCarthy는 모든 것이 가능한 지점에 도달하는 것은 매우 반복적 인 과정이라고 설명했습니다. "이러한 것들을 구축하는 요점은 우리가 다음 버전, 다음 칩에 포함하고 싶은 것을 아는 것"이라고 그는 말했다. "빠르고 저렴하게 반복 할 수 있기 때문에 상용 구성 요소로 시작합니다."
이 고도 시험이 완료되면서 UCSB 그룹은 내년에 궤도 상 첫 비행을 목표로하고 있습니다. 한편, UCSB의 전기 및 컴퓨터 엔지니어링 부서에서 수행 한 연구 덕분에 실리콘 광학 및 통합 웨이퍼 스케일 포토닉스의 발전으로이 소형 우주선의 대량 생산 비용이 절감되고 있습니다.
이 기술은 행성 간 여행 외에도 화성 및 태양계의 다른 위치로 빠르고 저렴한 임무를 수행 할 수 있습니다. Lubin 교수와 그의 동료 연구원들은 혜성에 대한 행성 방어, 우주 잔해 완화, 지구 궤도 위성 강화 또는 먼 태양계 전초 기지에 원격으로 전력을 공급하는 응용 프로그램을 탐색하는 데 수년을 보냈습니다. 방향성 에너지와 관련하여 가능성은 정말 엄청납니다.
