Starshot gjennombrudd lys strålen er virkelig en million lasere, som er vanvittig

Målet bak $ 100 million Breakthrough Starshot-initiativet er å søke Alpha Centauri (nærmest stjernesystem til jorden, på bare 4,37 lysår unna) for beboelige verdener og fremmede liv. Hvis du er opp på romvitenskap, så vet du at det er en ganske logisk forlengelse av eksoplanetforskning og i tråd med stipendiet rundt søket etter utenjordisk liv. Hva gjør Starshot-initiativet dristig, er det det krever romfartøy å reise over en trillion miles, seiling på en 100-gigawatt laserstråle og lightsails. Denne biten er - for å si det mildt - komplisert.

Det er mange spørsmål om hvordan Breakthrough Starshot-teamet kommer til å trekke hele greia av og mange veldig interessante svar. Men når det gjelder lyslysene, begynner svarene å bli ganske tynne. Konsensus i det vitenskapelige samfunn er det av alle de teknologiske hindringene som er knyttet til prosjektet. Opprettelsen av en kraftig nok lysstråle er den viktigste.

Milner og selskapet ønsker å bygge et kilometer bredt utvalg av lasere (som tusenvis og tusenvis av dem) i høy høyde og antagelig i en ørken. Så når det er på tide å skyve nanocraften til Alpha Centauri, planlegger de å flette en bryter for å skyte en 100-gigawatt stråle som brenner av romskipet med en femte lysets hastighet. Hvis det virket, ville våre nanokraft bli rammet utkanten av Alpha Centauri innen 20 år.

Seth Shostak, direktør for Senter for SETI-forskning ved SETI-instituttet, kaller "super-duper-laseren" et ambisiøst forslag, men forteller også Omvendt ideen har vært der ute for en stund. Forskere har overvekt laserbaserte fremdriftsmetoder en stund - sist envision hvordan et slikt system kunne få romfartøy til Mars på bare tre dager.

Og likevel, en slik ide har aldri flyttet utover forslaget scenen, av noen grunner. En er kostnaden. En enkelt gigawatt kan drive 700.000 boliger. Det er mye energi, og det kommer ikke billig. Så tenk å prøve å drive et 100-gigawatt system i 20 år. Du trenger ikke å vite noe om energieffektivitet for å vite noe slikt - med dagens teknologi, uansett - vil koste mer enn BNP i hele nasjonene.

Den andre er strøm. NASA-forsker Eduardo Bendek, som har studert Alpha Centauri for nesten hele sin karriere og jobber med et forslag om å sende et romteleskop ut for å studere regionen, mener det største problemet bak Starshot er å finne ut hvordan man kan unngå å "fordampe romfartøyet" med lysstrålen. Nanocraft er bare noen få gram i masse. Det er en ekstremt høy sannsynlighet at fyring av en 100 gigawatt laser på dem ville føre dem til å fordampe. Bendek citerer et tidligere eksperiment ved Lawrence Livermore National Laboratory som startet en termonukleær reaksjon ved hjelp av en laser med en brøkdel av den strømmen. "Jeg vet ikke hvordan de skal finne ut dette," sier han.

Starshot har anerkjent denne bekymringen, men de har ikke gitt ut detaljer om nøyaktig hvordan de skal bygge robust nanocraft. Det kan være fordi de har en annen, mer presserende bekymring for å finne ut først - hvordan akkurat du skal få en lysstråle, denne kraftige til og med laget.

David Kipping, en astronom ved Columbia University, sier at akkurat nå kan vi bare bygge individuelle lasere som maksimalt er ute på rundt en megawatt. Hvordan vet han? Kipping og en kollega av hans skrev nylig et papir som foreslo å bygge et laserbasert system som kunne kappe jorden fra intelligente utenomjordiske som leter etter andre livsformer. Selv om den enkleste kappingsenheten i det papiret krever noe på omtrent 30 megawatt, har strømkravene fortsatt overgått til hva en enkelt laser kan gjøre. En laser på 1 megawatt ligger på kanten av vår tekniske kapasitet for øyeblikket, noe som betyr at generering av 100 gigawatt av strøm ville kreve en rekke på en million lasere.

Shostak er rask til å påpeke at med hvor raskt teknologien utvikler seg, er det ikke utænkelig at laserkraften kan doble hvert femte år. På bare 10 år kan en 100-gigawatt lysstråle produseres med bare en fjerdedel av laserne vi måtte trenge i dag. Det er fortsatt mange damn lasere

Kippes forslag hevet en alternativ bruk for det store lasersystemet: Det ville fungere som et fyrtårn for å hjelpe utenomjordiske oss. Noe så stort som Starshots lysstråle kan teoretisk hjelpe oss med å kappe jorden, men å skyve objekter ut i rommet vil avsløre vår tilstedeværelse, sier han. I tillegg sier Kipping at Starshot-teknologien sannsynligvis vil resultere i det som kalles "laser lekkasje" som ikke kan inneholde. Dette overflødige lyset vil virke som et bål som utstråler i skogen om natten. Selv om nanocraft ikke kunne finne noe i Alpha Centauri, kunne Starshot ende opp med å nå sitt mål uansett ved å bringe romvesen til oss.

Det er åpenbart mye arbeid som trenger å gå inn i lysstråleforslaget før vi er like i nærheten av å se en liten skala versjon av den blir bygget. Men Kipping understreker at poenget er ikke å kalle noe umulig. "Vi bør ikke snark på det til tross for utfordringene," sier han. "Lasere vil nesten utvilsomt være en viktig del av hvordan vi gjør romreise og forbedrer våre liv her på jorden også. Jeg synes det er flott at vi tar denne ideen på alvor."