Drobné vesmírne sondy využívajúce „laserové plachty“ by mohli putovať k vonkajším planétam a ešte ďalej

  • Marcel Škreka | 16 Apríl 2022
    Kozmonautika
Projekt Starshot sponzorovaný nadáciou Breakthrough Foundation má byť prvou medzihviezdnou plavbou, ktorú ľudstvo uskutoční. Kredit: breakthroughinitiatives.org
Cestovanie vesmírom môže byť veľmi zdĺhavé: Napríklad sonde New Horizons trvalo takmer 10 rokov, kým dosiahla Pluto. Cesta k Proxime Centauri, najbližšej hviezde po Slnku, by trvala tisíce rokov aj s tými najväčšími raketami. Výskumníci vypočítali, že nízkovýkonné pozemné lasery by mohli urýchľovať a manévrovať malé sondy vybavené plachtami z nitridu kremíka alebo nitridu bóru. Takéto sondy by dosahovali na oveľa vyššiu rýchlosť ako klasické raketové motory.

Namiesto vetra, ktorý prostredníctvom plachiet poháňa lode, „laserové plachty“ by boli poháňané laserovými lúčmi a kozmickú loď by mohli urýchliť takmer na rýchlosť svetla. Na tomto koncepte už vedci nejaký čas pracujú. Napríklad jeden súkromne financovaný projekt s názvom Breakthrough Starshot má za cieľ vyslať malú sondu s hmotnosťou asi jeden gram k planéte Proxima Centauri b. Jej let by mal trvať len 20 rokov. Na 20 % rýchlosti svetla by sondu urýchlila sústave laserov s výkonom 100 GW. Ho-Ting Tung a Artur Davoyan sa pýtali, či by tam, kde sa dnes používajú konvenčné elektrické a chemické rakety, mohla nájsť využitie menšia zostava laserov s oveľa nižším výkonom. Lasery by mohli byť schopné upraviť obežnú dráhu satelitov po štarte alebo urýchľovať malé sondy na medziplanetárne alebo medzihviezdne misie bez toho, aby spotrebovali veľké množstvo paliva.

Výskumníci vypočítali, že dokonca aj lasery s výkonom približne 100 kW môžu poháňať gramovú sondu rýchlosťou ďaleko presahujúcou súčasný rýchlostný rekord, pričom lasery budú sondu urýchľovať len minúty až hodiny. Podľa ich výpočtov by lasery mohli zmeniť obežné dráhy malých sond okolo Zeme už počas jedného dňa, čo pri súčasných elektrických a chemických raketách nie je možné. Tím zistil, že najlepšími materiálmi pre laserové plachty, ktoré majú vysokú odrazivosť a rýchle chladenie, by bol na nanoúrovni štruktúrovaný nitrid kremíka a nitrid bóru.

Nakoniec výskumníci vypočítali, že tieto malé laserom poháňané sondy by mohli cestovať dostatočne rýchlo na to, aby unikli zo slnečnej sústavy a dosiahli 5-krát vyššiu rýchlosť ako sonda New Horizons. Tieto prototypy sond poháňané nízkovýkonnými lasermi by nám mohli pomôcť v rýchlom prieskume slnečnej sústavy a budúcich medzihviezdnych letoch.