Астрономы: зачем нам Альфа Центавра, если можно полететь к Сириусу?

Если вы собираетесь запустить через всю галактику фотонный ультракомпактный космический аппарат, способный развить 1/5 скорости света, то, разумеется, вам следует подумать и о том, как этот аппарат можно будет остановить, когда он достигнет установленного пункта назначения. Примерно такие мысли сейчас крутятся в светлейших умах современной астрофизики. Ученые размышляют над тем, как можно было бы осуществить анонсированный в прошлом году Юрием Мильнером и Стивеном Хокингом проект Breakthrough Starshot.


Если вы забыли, то кратко напомним: российский миллиардер Мильнер и американский физик-теоретик предлагают отправить к ближайшей к нам звездной системе, Альфе Центавра, расположенной в 4,37 светового года о Земли, крошечный космический аппарат размером с обыкновенную марку. Запуск предлагается осуществить с помощью мощного пучка лазера, который разгонит аппарат до 1/5 скорости света.
Однако астрофизик Рене Хеллер из немецкого Института по исследованию Солнечной системы Макса Планка считает, что несмотря на то, что Альфа Центавра является ближайшей к нам звездной системой, совсем не обязательно, что путешествие к ней будет самым быстрым. Хеллер и его коллеги предлагают вместо Альфы Центавра навестить Сириус – ярчайшую звезду на ночном небе – и говорят, что на самом деле полет туда будет гораздо быстрее, даже несмотря на то, что Сириус находится почти в два раза дальше от нас (около 8,6 светового года), чем Альфа Центавра.
Но как такой полет может быть быстрее, если Сириус находится дальше? Ответ кроется в различных гипотезах о том, как придать ускорение, а затем замедлить скорость этого крошечного (и по-прежнему пока только гипотетического) космического аппарата.
В рамках проекта Breakthrough Starshot в сторону Альфы Центавра со скоростью до 20 процентов от скорости света планируется отправить миниатюрный космический зонд. В теории такая скорость позволит достигнуть нужного места назначения всего за 20 лет. Однако основная проблемы во всем этом крайне амбициозном проекте заключается в том, что при такой безумной скорости возможность остановить аппарат видится крайне маловероятной. Другими словами, сейчас миссия к Альфе Центавра рассматривается исключительно как «пролетная», с отсутствием возможности провести какие-либо действительно важные с научной точки зрения исследования этой системы.
Разумеется, при таком раскладе овчинка выделки не стоит, особенно если учесть, что Альфа Центавра является домом для ближайшей к нам экзопланеты Проксимы b. Несмотря на то, что ученые по-прежнему пылко спорят о ее потенциале обитаемости, планета действительно представляет для науки большой интерес.
Хеллер и его коллеги ранее в этом году предложили альтернативный вариант для миссии к Альфе Центавра, заявив, что вместо лазеров, которые будут разгонять космический аппарат до нужной скорости, лучше использовать иной тип космического аппарата. Исследователи предложили обратить внимание на концепт их космического аппарата, использующего солнечный парус. Разгоняться такой космический зонд в сторону Альфы Центавра будет энергией солнечного света.
По достижении точки назначения, парус позволит затормозить аппарат, используя излучение звезд Альфы Центавра. Идея на самом деле весьма интересная, однако в ней есть один серьезный недостаток – скорость. При использовании солнечного паруса ни при каких обстоятельствах не удастся разогнать аппарат до 1/5 скорости света, и поэтому общее время его полета к нужной звезде увеличится в несколько раз. По предварительным подсчетам, полет и выход на орбиту звезды Проксима Центавра (родная звезда планеты Проксима b) займет около 140 лет. Звучит, согласитесь, менее впечатляюще на фоне обещанных изначально 20 лет.

«Одним из важнейших предопределяющих мотиваторов проекта Starshot является то, что посещение Альфы Центавра будет возможно в течение нашей жизни», — прокомментировал в феврале этого года Ави Лоеб, астрофизик Гарвардского университета и главный научный консультант концепта Breakthrough Starshot.

Однако команда Хеллера пересмотрела свою изначальную гипотезу и теперь говорит, что «оптимизация» миссии способна существенно повысить эффективность ускорения и снижения скорости при использовании солнечного паруса. Правда, с Альфой Центавра эта идея не сработает, зато на прицел можно взять более яркую звезду Сириус — она в 16 раз ярче Альфы Центавра – и в конечном итоге, согласно их расчетам, сократить время путешествия примерно до 69 лет. Новая идея группы Хеллера еще не публиковалась для критического разбора, однако тот же Лоеб посчитал ее «весьма инновационной и интересной», при этом отметив, что для реализации этого плана придется серьезно пересмотреть технологии солнечного паруса.

«Для работы, то есть для достижения нужных скоростей, этот концепт потребует использования очень тонкого паруса», — прокомментировал Лоеб.

Хеллер и его команда соглашаются с этим мнением, но при этом поясняют, что если ученым удастся найти способ создать нужный вариант огромного, но при этом сверхтонкого паруса, то человечество сможет войти в эру межзвездных перелетов.

«Нам нужен очень легкий, очень прочный, устойчивый к экстремальным температурам и очень рефлективный материал для производства паруса, который сможет раскрываться на площади в несколько сотен квадратных метров», — поясняет Хеллер.

«Если мы такой найдем, человечество станет межзвездным видом».