Новости и события » Общество » Ученый: теория относительности может помешать полету к Альфе Центавра

Ученый: теория относительности может помешать полету к Альфе Центавра

Ученый: теория относительности может помешать полету к Альфе Центавра

Известный планетолог Дэвид Киппинг просчитал мощность лазера, необходимого для запуска "парусника" к Альфе Центавра, и раскрыл новые проблемы с его работой, связанные с теорией относительности Эйнштейна и перегревом паруса.

"Классическая формула для определения скорости паруса завышает скорость на 10% из-за игнорирования релятивистских эффектов. Супер-яркий свет, необходимый для разгона для околосветовых скоростей, будет сильно нагревать парус. Его создание потребует подбора очень легкого и прочного материала, способного сохранять стабильность при нагреве до сотен градусов Кельвина", - пишет Киппинг в своей статье, размещенной в электронной библиотеке arXiv.org В его рамках олигарх выделил 100 миллионов долларов на создание космического корабля на базе идеи, изложенной калифорнийскими физиками под руководством Филипа Лубина (Philip Lubin) в 2015 году.

Ее суть заключается в том, чтобы отправлять к далеким планетам не классические космические корабли, а чрезвычайно легкие и плоские структуры из светоотражающего материала, которые будут разгоняться до околосветовых скоростей при помощи мощного орбитального лазера.

Подобный межзвездный "парусник", по расчетам американских физиков, сможет достигнуть Альфы Центавра за 20 лет, и будет совершать перелеты между Марсом и Землей всего за трое суток без полезной нагрузки, и за месяц при нагрузке в 10 тонн. Главной проблемой и в том и в другом случае будет торможение зонда - пока у придумавшей его команды нет идей, как сделать остановку лазерного "парусника" безопасной.

Киппинг, планетолог из университета Колумбии в Нью-Йорке, раскрыл еще один комплекс проблем, который может помешать или значительно усложнить отправку флотилии космических "парусников" к Альфе Центавра в 2030 годах, всесторонне изучив то, как луч лазера будет взаимодействовать с разгоняемым им парусом.

Американский исследователь обратил внимание на то, что свойства материи и света меняются при переходе к околосветовым скоростям - на них начинают влиять эффекты, предсказываемые специальной теорией относительности Эйнштейна. В частности, длины объектов начинают сокращаться, а их масса - расти, что может влиять на работу парусников Breakthrough Starshot.

Как оказалось, сила этих эффектов недооценивалась. По расчетам Киппинга, релятивистские эффекты понизят мощность лазера на 10% даже при ускорении на относительно скромные 20% скорости света, заложенные в планы проекта Breakthrough Starshot. В результате этого нужно будет или повысить мощность "двигателя", или заставить его работать дольше, что усугубит вторую проблему - нагрев паруса.

Нагрев опасен для Breakthrough Starshot по двум причинам - он может привести к выходу электронной начинки паруса из строя и он понижает эффективность его работы, так как часть энергии лазера тратится из-за этого впустую, на обогрев окружающей среды. Поэтому участникам проекта нужно будет или создать новый материал, отражающий почти весь падающий на него свет, или придумать, как защитить электронику от разрушения.

С другой стороны, как отмечает Киппинг, современные материалы в принципе позволяют достичь таких показателей. К примеру, тонкие пленки из солей цинка, титана и ряда других металлов отражают до 99,99% света, что позволит разгонять парусник Breakthrough Starshot на протяжении четырех часов без уничтожения его электронной начинки, используя фазированный лазер мощностью в примерно 700 мегаватт, который вполне можно создать уже сегодня.

За это время зонд разгонится до 20% от скорости света и успеет пролететь до орбиты Сатурна, что, как признает ученый, создаст проблемы со стабилизацией луча и его корректным нацеливанием на зонд. Все эти проблемы, как подчеркивает Киппинг, не делают полет Breakthrough Starshot невозможным, но заметно усложняют реализацию проекта.


Карл Пей представил новый дизайн Nothing OS 3.0

Карл Пей представил новый дизайн Nothing OS 3.0

Ожидается несколько нововведений. Например, можно будет выбрать один из трех вариантов оформления экрана блокировки: Default, Clock+Widgets и Expanded Widget Area. В первом случае на экране отображаются крупные часы и дата, во втором добавляются компактные...

сегодня 09:15

Свежие новости Украины на сегодня и последние события в мире экономики и политики, культуры и спорта, технологий, здоровья, происшествий, авто и мото

Вверх