Članovi Breakthrough Starshota sastavili su popis izazova koje će morati riješiti kako bi stvorili solarno jedro prave veličine koje će letjeti do Alpha Centauri za 20 godina. Njihova otkrića objavljena su u časopisu Nature Materials.
"Prvi rezultati naše analize bili su neočekivano optimistični - materijali koji su već dostupni danas, u kombinaciji s novim metodama izrade i mjerenja njihovih svojstava, u principu nam omogućuju stvaranje prototipskog jedra pogodnog za ubrzanje međuzvezdanog broda", napisali su Harry Atwater i kolege. s Kalifornijskog tehnološkog instituta u Pasadeni (SAD).
U travnju 2016., pokojni britanski kozmolog Stephen Hawking i ruski milijarder Jurij Milner razgovarali su o svojoj sljedećoj inicijativi "svemira" u seriji Breakthrough Initiatives - Breakthrough Starshot. U svom je okviru poslovni čovjek izdvojio 100 milijuna dolara za izradu svemirskog broda na temelju ideje koju su kalifornijski fizičari pod vodstvom Filipa Lubina iznijeli prije dvije godine.
Njegova je suština slanje ne klasičnih svemirskih brodova na udaljene planete, već izrazito lagane i ravne strukture izrađene od reflektivnog materijala, koje će se ubrzati do skoro svjetlosnih brzina pomoću moćnog orbitalnog lasera.
Takav međuzvjezdani "jedrenjak", prema proračunima američkih fizičara, do Alfa Centaura moći će stići za 20 godina, a letjet će između Marsa i Zemlje za samo tri dana bez korisnog opterećenja, a za mjesec dana s opterećenjem od 10 tona.
Glavni problem u oba slučaja bit će usporavanje sonde - dok tim koji je došao s njom nema ideje kako učiniti zaustavljanje laserske "jedrilice" sigurnim. Slični će se problemi pojaviti, kao što su kasnije drugi fizičari sugerirali, tijekom njegovog ubrzavanja - jedro će ili spaliti laser, ili će se srušiti kad se sudari s česticama prašine.
Atwater i njegovi kolege iz instituta, izravno uključeni u Breakthrough Starshot, prvi su put detaljno proučavali kako će se takvo jedro ponašati u interakciji s laserom i međuzvjezdanim medijem, te su formulirali niz minimalnih zahtjeva za njegovu izradu.
Kao što su znanstvenici saznali, unatoč gotovo "nemogućem" skupu karakteristika - površini od 10 četvornih metara, masi u gramima i odbojnosti od 99,999999% - glavni problem u proizvodnji jedra neće biti izbor materijala, već niz drugih stvari. Pokazalo se da na Zemlji već postoji niz materijala, uključujući filmove napravljene od molibden-disulfida, amorfnog silicija i niz drugih poluvodiča koji imaju slična svojstva.
Promotivni video:
Ako je ovaj film dovoljno tanak, sudara s atomima helija i vodika prisutnima u međuzviježđom mediju gotovo neće utjecati na život jedra. Većina atoma će proći kroz njega bez nanošenja štete, a sudari s česticama prašine, kako pokazuju proračuni fizičara, oštetit će ne više od 10% ukupne površine jedra.
Problem je, s druge strane, što danas ne postoje tehnologije koje bi omogućile uzgoj vrlo homogenih i tankih filmova tih tvari potrebne veličine. Znanstvenici će morati pronaći način zalijepiti relativno male fragmente tih filmova, promjera 10-20 centimetara, a ta se operacija mora izvesti s praktički atomskom preciznošću.
S druge strane, Atwater i njegovi kolege uvjereni su da se takve tehnike za "lijepljenje" komada jedra mogu razviti prilično brzo, oslanjajući se na tehnologije koje se danas koriste u IT industriji za lemljenje pojedinih elemenata mikrokontrole. Njihovo stvaranje omogućit će Breakthrough Starshot-u da riješi jedan od glavnih problema i započeti stvaranje laserskog sustava sposobnog ubrzati ovo jedro do potrebne brzine.