Momentum bromsar i djupt utrymme

SCP-093 Red Sea Object | Euclid class | portal / extradimensional / artifact / stone scp (Maj 2019).

Anonim

Med en miniatyriserad rymdsond som kan accelerera till en fjärdedel av ljusets hastighet, kunde vi nå Alpha Centauri, närmaste stjärna, i 20 till 50 år. Men utan en mekanism för att sakta ner det, kunde rymdsonden bara samla in data från stjärnan och dess planeter när den zoomade förbi. En teoretisk fysiker vid Goethe University Frankfurt har nu undersökt om interstellära rymdfarkoster kan retarderas med hjälp av "magnetiska segel".

Under lång tid har tanken på att skicka obemannade rymdprober genom djupet av interstellärt utrymme till avlägsna stjärnor varit teoretiskt. Ny forskning inom nya koncept som "Genombrott Starshot" -projektet föreslår acceleration av miniatyriserade rymdprober genom kraftfulla lasrar. Att sänka dem ner igen verkar vara mer utmanande, eftersom de inte kan monteras med bromssystem av viktskäl. Enligt professor Claudius Gros från institutet för teoretisk fysik vid Goethe University Frankfurt skulle det emellertid kunna minskas åtminstone relativt långsamma rymdprober med hjälp av magnetiska segel.

"Långsam skulle innebära en resehastighet på 1000 kilometer per sekund, vilket bara är 0, 3 procent av ljusets hastighet, men ändå cirka 50 gånger snabbare än Voyager rymdfarkoster", förklarar Gros. Enligt hans beräkningar krävs det en magnetisk segel för att överföra rymdfarkostens momentum till det gasformiga interstellära mediet. Seglet består av en stor, superledande slinga med en diameter på ca 50 kilometer. En förlustfri ström inducerad i denna loop skapar då ett starkt magnetfält. Det joniserade väte i det interstellära mediet reflekteras sedan av sondens magnetfält och sakta ner det gradvis. Detta koncept fungerar, som Gros kunde visa, trots den extremt låga partikeldensiteten hos interstellärt utrymme (0, 005 till 0, 1 partiklar per kubikcentimeter).

Gros forskning visar att magnetiska segel kan sänka "långsam" rymdfarkoster som väger upp till 1 500 kg. Resan skulle dock ta historiska tidsperioder, till exempel skulle en resa till TRAPPIST-1-systemet på sju kända planeter ta cirka 12 000 år. Lågare kryssprober kan storleken på en bil accelereras av samma laser, vilket enligt den nuvarande planeringen skulle göra det möjligt att skicka höghastighetsutrymmeprober som väger bara några gram till Alpha Centauri.

Uppdrag till avlägsna stjärnor som skulle ta tusentals år är uteslutna för utforskande uppdrag. Men situationen är helt annorlunda i fall där kryssningstid är irrelevant, till exempel uppdrag som öppnar alternativa möjligheter för marklivet. Gros föreslog sådana uppdrag i 2016 under namnet "The Genesis Project", som skulle bära enskilda celler, antingen som djupfrysta sporer eller kodade i ett miniatyriserat genlaboratorium. För en Genesis-sond är det inte ankomsttiden, vilket är viktigt, men förmågan att retardera och sedan bana målplaneten.

menu
menu