U travnju ove godine grupa gospodarstvenika i znanstvenika, među kojima je i Stephen Hawking, najavila je ambiciozan projekt istraživanja međuzvjezdanog prostora pomoću kompaktnog nanosatelita veličine poštanske marke koji se napaja laserskim pogonom. Cilj: doći do najbližeg susjeda Sunčevog sustava - Alpha Centauri.
Ako se ova sićušna letjelica može ubrzati do gotovo planirane brzine od 1/5 brzine svjetlosti, tada će brod moći stići na odredište za samo 20 godina. No, može li elektronika tako malog i krhkog uređaja raditi 20 godina u surovom prostoru?
Prema istraživačima iz NASA-e i Korejskog instituta za znanost i tehnologiju, najveći problem s kojim će se morati suočiti Hawkingov projekt Breakthrough Starshot je zračenje svemira.
Kao i u slučaju astronauta, i svemirska će letjelica svake sekunde morati iskusiti kolosalni udar visoko nabijenih čestica, što može nanijeti ozbiljnu štetu sloju silicij-dioksida koji će prekriti letjelicu. U toj će situaciji sve unutarnje komponente uređaja propasti mnogo prije kraja 20-godišnjeg svemirskog putovanja.
Kako riješiti ovaj problem? Prema znanstvenicima iz NASA-e jedna od mogućnosti može biti postavljanje puta oko najopasnijih područja, gdje je koncentracija pozadinskog zračenja mnogo veća nego inače. Međutim, u ovom se slučaju trajanje misije može mnogo puta povećati. Uz to, čak i minimalna izloženost zračenju zasigurno će vremenom dovesti do ozbiljnih oštećenja letjelice.
Druga, praktičnija opcija može biti zaštita sonde i njene elektronike u nadi da će se smanjiti učinci štetnog kozmičkog pozadinskog zračenja. Međutim, opet, dodavanje dodatne težine svemirskoj letjelici usporit će brzinu misije, jer veća svemirska letjelica neće moći ubrzati do željene brzine.
Međutim, postoji treći način koji bi mogao funkcionirati ako na putu do Alfa Centaurija možemo izgraditi nanoship sposoban za samoizlječenje od kozmičkog zračenja.
"Zapravo, tehnologija samoizlječenja čipsa postoji već godinama", kaže NASA-in istraživač Jin-Woo Han.
Promotivni video:
Pitanje se može riješiti eksperimentalnim GAA FET (gate-all-around) tranzistorima koje je razvio međunarodni tim znanstvenika. Njihova je osobitost u činjenici da se čipovi temeljeni na tim tranzistorima mogu oporaviti pod utjecajem topline. Toplina se pak može generirati električnom strujom. Glavna ideja je da će se takav čip unutar svemirske letjelice isključiti tijekom dugog svemirskog putovanja svakih nekoliko godina. U vrijeme takvih "ponovnih pokretanja", učinak topline vratit će je iz utjecaja zračenja. Nakon oporavka, čip će se ponovno omogućiti i nastaviti raditi svoj posao.
U laboratorijskim ispitivanjima ovih tranzistora znanstvenici su osigurali da se flash memorija koja se temelji na njima zagrijavanjem može obnoviti do 10 000 puta, a DRAM memorija do 1012 puta. Naravno, sa stajališta perspektive za uporabu u svemirskim letjelicama u ovom trenutku, ovi tranzistori i dalje su hipotetičko rješenje. Kao što je gore spomenuto, tranzistori su eksperimentalni. Potrebna je svježa i vanjska perspektiva njihove učinkovitosti. Međutim, tim koji ih je stvorio vjeruje da je njihova upotreba u svemirskim misijama poput Breakthrough Starshota zaista moguća.
Naravno, rješavanje problema kako elektronika radi u izazovnim okruženjima samo je dio veće zagonetke. Ako malena svemirska letjelica ipak krene u susret Alpha Centauri, morat će se boriti ne samo s zračenjem. Sudari s kozmičkim plinovima i prašinom bit će jednako opasni na ovom putovanju.
Ranije ove godine istraživački tim Breakthrough Starshota započeo je niz eksperimenata temeljenih na riziku i otkrio da bi sudar tako malog broda s ujednačenim česticama kozmičke prašine bio katastrofalan. To znači da je potrebno ponovno se vratiti na pitanje zaštitnog oklopa uređaja.
Prije nego što projekt postane stvarnost, trebat će ogroman posao. I ne samo inženjerski, već i znanstveni. U konačnici, međutim, svi napori možda neće biti uzaludni. Sama ideja, čak ni ideja, već vrlo stvarna želja - za 20 godina doći do zvijezde izvan Sunčevog sustava - trebala bi ne samo zadiviti, već i nevjerojatno motivirati. Srećom, i prvog i drugog ima u izobilju u modernoj znanosti.
NIKOLAY KHIZHNYAK
