Ранее в этом году NASA выбрало довольно интересное предложение для разработки Фазы I в рамках своей программы NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC). Оно известно как Swarming Proxima Centauri, совместная работа Space Initiatives Inc. и Initiative for Interstellar Studies (i4is) под руководством главного ученого Space Initiative Маршалла Юбэнкса. Недавно эта концепция была выбрана для разработки Фазы I в рамках программы NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) этого года.
Подобно другим предложениям, включающим граммовые космические аппараты и световые паруса, концепция «роения» подразумевает ускорение крошечных космических аппаратов с помощью лазерной решетки до 20% скорости света. На прошлой неделе, в последний день симпозиума NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) 2024 года, Юбэнкс и его коллеги представили анимацию, иллюстрирующую, как будет выглядеть эта миссия. Видео и их презентация дают заманчивые подсказки относительно того, что ученые ожидают найти в ближайшей к нашей звездной системе. Сюда входит Проксима b, каменистая планета, которая вращается в пределах околосолнечной обитаемой зоны (CHZ) своей родительской звезды.
Как мы уже говорили в предыдущих статьях, концепция Swarming Proxima Centauri значительно развилась за последние несколько лет. Эта концепция появилась в 2017 году как предложение i4is под названием Project Lyra, целью которого было отправить крошечный космический аппарат, чтобы догнать межзвездный объект (ISO) 'Oumuamua. Однако с тех пор она превратилась в совместную работу i4is и Space Initiatives Inc., базирующегося во Флориде производителя авиационных и аэрокосмических компонентов, занимающегося разработкой граммовых «фемтокосмических аппаратов» — т. е. даже более мелких, чем нанокосмические аппараты!
Не так давно Юбэнкс и его коллеги подготовили исследовательские работы, посвященные некоторым важным вопросам межзвездных исследований, включая связь и то, что мы можем узнать из пролета Проксимы b. Во время симпозиума NIAC 2024 года, который проходил с 10 по 12 сентября в Пасадене, Калифорния, Юбэнкс и его коллеги имели возможность представить свои последние открытия. Как показано на видео, рой, который они представляют, будет состоять из тысячи «пикокосмических кораблей» (между нано и фемто), которые они назвали «Coracles» (небольшая, круглая, легкая лодка).
Зонды сплошные, бронированные с одной стороны и покрытые оптическими кольцами (отражающим материалом) с другой. Они имеют толщину около двух сантиметров (0,8 дюйма) и диаметр четыре метра (около 13 футов) и весят не более нескольких граммов каждый. Согласно их предложению NIAC, они будут ускоряться лазерной решеткой мощностью ~100 гигаватт (ГВт), которая станет доступна к середине века. Зонды также оснащены боковыми лазерами для облегчения связи между ними и диспетчерами миссии на Земле.
Как указал Юбэнкс во время презентации, в анимации на самом деле тысяча зондов и художественно точное изображение системы Проксима Центавра. Красный карлик показан на видном месте, когда зонды приближаются к Проксиме b, в то время как Альфа Центавра AB видна на дальнем фоне. Как только зонды пролетят мимо планеты, мы также получаем точное изображение многих ученых, которых они ожидают найти:
«Это в реальном времени. Это более или менее то, что вы ожидаете увидеть при красном смещении, бледном смещении и затем красном смещении. И мы попросили художников нарисовать планету как «планету-глаз», где есть центральное теплое пятно, окруженное холодной зоной, потому что мы думаем, что эта планета, вероятно, вращательно заблокирована».
Как Юбэнкс далее объяснил, их сотрудничество уже привело к созданию прототипов их космического корабля Coracle. Один из них недавно был представлен на Всемирном съезде научной фантастики в Глазго, а другой в настоящее время находится в Пасадене. Предоставляя краткое описание конструкции отдельного космического корабля, Юбэнкс подчеркнул важность согласованности и того, как конфигурация роя будет способствовать коммуникации и сплоченности:
«Операционная когерентность имеет важное значение для того, чтобы эта миссия работала. Под операционной когерентностью мы подразумеваем, что весь набор зондов действует как единое целое. Теперь я замечаю, что это не означает фотонную фазовую когерентность — мы не сможем этого сделать. Но если у нас будут достаточно хорошие часы и у нас будет измерение дальности с помощью лазеров, мы сможем определить, где мы находимся, с точностью до нескольких сантиметров. Мы можем определить, каковы относительные часы, с более или менее одинаковым уровнем. И [they] тогда они могут действовать как единое целое.
«И самое главное в этом то, что мы можем делать это со многими вещами, например, фотографировать планету и так далее. Но самое главное в этом то, что мы называем стеной света. Стена света — это когда все зонды отправляют один когерентный набор фотонов обратно на Землю, чтобы их можно было принять вместе. Мы думаем, что можем получить скорость передачи данных в один килобит в секунду, и, следовательно, мы можем отправлять на Землю что-то около четырех гигабайт в год. И этого достаточно, чтобы получить хорошие данные и действительно понять систему».
Хотя концепция Swarming Proxima Centauri не получила финансирования Phase II или III от NIAC в этом году, она остается проектом, достойным изучения и дальнейшего развития. Как и Breakthrough Starshot и другие предложения по световым парусам, она демонстрирует, как будут выглядеть межзвездные миссии в ближайшие десятилетия. В этом отношении такие идеи также указывают на то, что мы находимся на таком этапе нашей истории, когда исследование ближайших звездных систем больше не считается далекой идеей, требующей для начала серьезных технологических инноваций.
Дополнительная информация: Симпозиум NIAC 2024 г.
