Инициатива Breakthrough Starshot направлена на изучение ближайшей звездной системы посредством использования мощных лазерных установок и миниатюрных космических аппаратов.
Изначально этот проект был задуман покойным Стивеном Хокингом, астрономом из Гарвардского университета Ави Лебом и российско-американским миллиардером Юрием Мильнером. Концепция основана более чем на 80 научных исследованиях межзвездных путешествий.
«Нам необходимо было исследовать разнообразные подходы к отправке объекта к другой звезде. В конечном итоге мы пришли к выводу, что существует лишь один надежный способ сделать это — построить огромный лазер, вероятно, в Чили», — рассказывает один из сотрудников проекта Питер Клупар (Peter Klupar).
В рамках него ученые рассчитывают отправить примерно 1000 крошечных космических кораблей StarChip в направлении альфы Центавра — ближайшей к Земле после Солнца звездной системы. Скорость этих зондов будет составлять 20 процентов от скорости света (около 215 миллионов километров в час), а каждый «чип» будет весить чуть меньше одного грамма.
Еще одна цель путешествия — проксима Центавра, ближайшая к Земле звезда после Солнца, потенциально обладающая обитаемой планетой. Отправка StarChips планируется в середине 2030-х, а до своей сверхскорости корабли смогут разгоняться в течение нескольких минут, благодаря мощному лазерному взрыву, излучаемому в космос с поверхности Земли.
Астрономы также предостерегают от рисков, связанных с подобным проектом: лазерный луч, необходимый для успешной передачи чипов, должен обладать мощностью в 100 гигаватт, и такое излучение способно уничтожить любой населенный пункт за считанные минуты, если отразится от какого-либо объекта в космосе и вернется на Землю. Еще одним препятствием могут стать облака газа и пыли, которые прячутся между звездами, — такой материал может попросту уничтожить быстродвижущийся космический корабль.
В случае успешного завершения всех этапов, камеры Starchips смогут предоставить человечеству первые масштабные фотографии миров размером с Землю уже к 2060-м: само путешествие займет около 25 лет, а на получение данных уйдет еще четыре с лишним года, в зависимости от пункта назначения.
В качестве примера астрономы обращаются к успешному опыту запуска экспериментальных четырехграммовых спутников, называемых «спрайтами», построенных и испытанных сотрудниками Корнеллского университета. В июне 2017 года флот из шести таких мини-кораблей отправился в космос на борту индийской ракеты. Они были оснащены датчиком температуры и передавали на Землю данные через радиозвуковой сигнал. По словам Клупара, такие крошечные космические корабли могут рассматриваться как предшественники StarChips.
Но, помимо звездных систем Центавра, у Starshot есть более близкая цель — Солнечная система. В 2030 году сотрудники проекта надеются построить базовую станцию с лазерным излучением мощностью один гигаватт в горах Сьерра-Невада. Это позволило бы проверить концепцию межзвездных миссий StarChip на основе лазера, однако все может обойтись в 10 раз дешевле. Идея состоит в том, чтобы продвигать зонды мимо планет, лун, астероидов и остальных объектов на одном проценте от скорости света.
По мнению исследователей, их разработка позволит добраться до Марса за несколько дней, до Юпитера — за несколько недель, а до Плутона — за несколько месяцев. Для последнего результата зонду NASA New Horizons потребовалось около девяти лет. Вариант StarChip, созданное для использования в пределах Солнечной системы устройство будет иметь вес порядка 100 граммов, что в сотни раз больше, чем аналогичное межзвездное. Реализация данного проекта потребует участия и согласования со стороны множества государств, поскольку импульс лазера мощностью в один гигаватт способен нанести ущерб находящимся на этой траектории спутникам.
Эксперты оценивают стоимость проекта в миллиард долларов, причем значительная доля инвестиций будет задействована в создании лазерного луча. В то же время, после завершения строительства станции, проведение элементарных и регулярных исследований дальнего космоса может оказаться существенно более доступным.