非常に高速な星間飛行のための炭素発泡プローブ

新しい研究によると、炭素の泡でできた宇宙船は、太陽のエネルギーのみを動力として、地球からアルファ ケンタウリまで「わずか」185 年で移動できることがわかりました。

これらのカーボンフォームプローブ（正確にはエアブラシ）の群れは、星間移動を高速化したり、神秘的なものを発見して調査したりするのに役立ちます プラネットX 存在する場合、私たちの太陽系の。

化学反応によって駆動される従来のロケットは現在、宇宙推進の主な形態です。 しかし、人間が生きている間に別の星に到達するほど効率的ではありません。

たとえば、地球に最も近い恒星系であるアルファ ケンタウリは、約 4,37 光年離れており、25,6 兆マイル (41,2 兆キロメートル) 以上、または地球からの距離の約 276.000 倍です。 NASA のボイジャー 1 宇宙船は、1977 年に打ち上げられ、2012 年以来星間空間で、 アルファケンタウリに到達するには約75.000年かかります プローブが正しい方向を指している場合（そうではありません）。

問題？ 推進剤です

すべての従来の宇宙船スラスターは推進剤を使用します。 長い星間旅行には大量の推進剤が必要なため、宇宙船が重くなります (したがって、より多くの推進剤が必要になります)。 つまり、サイズが大きくなるにつれて指数関数的に悪化する問題です。

トラベルライト

そのため、これまでの研究では、「ライト ナビゲーション」は、人間が生きている間に別の星に探査機を運ぶ技術的に実現可能な数少ない方法の XNUMX つになる可能性があることが示唆されています。

光はあまり圧力をかけませんが、科学者たちは、光が少しでも大きな影響を与える可能性があると判断しました. 確かに、十分な大きさの鏡と十分に軽い宇宙船があれば、「ソーラーセイル」は推進力を太陽光に頼ることができることが多くの実験で示されています。

別の方法: カーボンフォームの泡

新しい研究では、天体物理学者は、より安価なオプションには、炭素発泡体で作られた特別な「泡」が含まれる可能性があることを示唆しています。

研究者たちは、この材料で作られたプローブが、巨大なレーザーを必要とせずに、太陽光だけで動くどのロケットよりも速く星間を移動できることを発見しました。

太陽光が有用な星間速度でライトセールを推進できる方法を開発するために、研究者たちは強力で軽量な材料に関する以前の科学的研究を分析しました。

彼らは、アルミニウムよりも 15.000 倍軽いカーボン フォームであるエアブラシ石を選びました。

エアブラシの不思議

科学者は、直径約 1 メートル、厚さ 1 ミクロンのシェル (平均的な人間の髪の毛の幅の約 1%) を持つエアブラシの中空球体の重さは、2,3 ポンドの XNUMX 万分の XNUMX (XNUMX ミリグラム) しかないと計算しました。

ペイロードが 0,035 オンス (1 グラム) の球体が太陽から約 114.000 天文単位 (AU) に放出された場合、太陽光は球体を最大約 183.600 mph (時速 1 キロメートル) の速度で推進します。ボイジャーXNUMX号。

（93 AUは地球と太陽の平均距離で、約150万マイルまたはXNUMX億XNUMX万キロです。）

そのような球体は、冥王星の軌道に到達するのにわずか 3,9 年しかかかりません。

そのような球体が太陽から約0,04天文単位（NASAのパーカー太陽探査機に近い）から放出された場合、より強い太陽光が宇宙船を時速15,4万マイル（時速24,8万キロメートル）に加速します。 ）。

地球と私たちの太陽系に最も近い星であるプロキシマケンタウリの間の4,2光年の距離を185年で移動できます。

星々の間を「泡の中で」旅する

球が大きければ大きいほど、速度が速くなるか、ペイロードが運ぶことができます。

私たちの結果について私が驚くべきことは、ボードの追加の電源を必要とせずに、星（この場合は太陽）の出力パワーを使用して、星間プローブを最も近い星に推進できるという事実です。

ルネ・ヘラー、ドイツのゲッティンゲンにあるマックス プランク太陽系研究所の天体物理学者。

研究者は、これらの宇宙船が潜在的にちょうど32千分の1ポンド（XNUMXグラム）の重量のXNUMXワットのレーザーを搭載できることを示唆しています。

その重量にもかかわらず、このレーザー ビームは、研究者が重力の影響を検出するのに役立つ可能性があります。 後者は、仮説上の惑星 X など、暗すぎて寒すぎて検出できない世界の存在を明らかにするのに役立つ可能性がある、と Heller は言う。

炭素発泡体の泡：コスト

科学者たちは、炭素発泡スペースの気泡のプロトタイプを開発すると1万ドルの費用がかかると推定しています。

その後、各炭素発泡体宇宙船は、約1.000ドル以下で製造できます。 これらのボートを配備してテストするための打ち上げには、約10万ドルの費用がかかる可能性があります。

炭素発泡バブル：どんなリスク？

現在、このプロジェクトの最大のリスクは、数インチを超えるエアブラシ構造を誰も構築したことがないことです。 そして、数メートルの長さのものが必要です。

しかし、研究者は、そのような大きな構造の作成が原則的に可能であると示唆する実験者と接触しています。

少なからず重要なもう XNUMX つの問題は、管理の問題です。 バブルがいったん展開されると、バブルの軌道を制御する方法は現在のところありません。

火星への配達

搭載された電子機器と機器が積極的な操縦を可能にすることができれば、「数週間で地球と火星の間で小さな質量 (1 ～ 100 グラム) を輸送することが可能になるでしょう」と Heller は言います。 の住民 コロニー 彼らはAmazon Marsで注文した素敵な電話カバーを手に入れるかもしれません

研究者は現在、エアログラファイトが光をどの程度吸収して反射するかをテストする実験を行っています。 彼らは先月オンラインで調査結果を詳述した Astronomy＆Astrophysics誌に掲載されました。

要するに、要するに、従来のロケットは炭素発泡体の泡を宇宙に運ぶでしょう。 そして、日光は星の間でそれらを推進します。

アルファケンタウリの友達、ここに来ました！