V dubnu tohoto roku oznámila skupina podnikatelů a vědců, včetně Stephena Hawkinga, ambiciózní projekt prozkoumání mezihvězdného prostoru pomocí kompaktního nanosatelitu o velikosti poštovní známky poháněného laserovým pohonem. Cíl: dostat se k nejbližšímu sousedovi sluneční soustavy - Alfa Centauri.
Pokud lze tuto malou kosmickou loď zrychlit téměř na plánovanou 1/5 rychlosti světla, bude loď schopna dosáhnout svého cíle za pouhých 20 let. Může však elektronika tak malého a křehkého zařízení fungovat 20 let v drsném prostoru?
Největším problémem, kterému bude muset Hawkingův projekt Breakthrough Starshot čelit, je podle výzkumníků z NASA a Korejského institutu vědy a technologie vesmírné záření.
Stejně jako v případě astronautů bude muset kosmická loď každou sekundu zažít kolosální dopad vysoce nabitých částic, což může způsobit vážné poškození vrstvy oxidu křemičitého, která kosmickou loď zakryje. V této situaci selžou všechny vnitřní součásti zařízení dlouho před koncem 20leté vesmírné cesty.
Jak řešíte tento problém? Jednou z možností může být podle vědců z NASA položení trasy kolem nejnebezpečnějších oblastí, kde je koncentrace záření pozadí mnohem vyšší než obvykle. V takovém případě se však trvání mise může mnohonásobně prodloužit. Navíc i minimální vystavení záření má za následek vážné poškození kosmické lodi v průběhu času.
Další, praktičtější možností může být stínění sondy a její elektroniky v naději, že sníží dopad škodlivého kosmického záření na pozadí. Opětovné přidání další váhy do kosmické lodi však zpomalí rychlost mise, protože větší kosmická loď nebude schopna zrychlit na požadovanou rychlost.
Existuje však třetí způsob, který by mohl fungovat, pokud dokážeme vybudovat nanoship schopný samoléčení z účinků kosmického záření na jeho cestě k Alpha Centauri.
„Ve skutečnosti je technologie samoléčivých čipů po celá léta,“říká výzkumník NASA Jin-Woo Han.
Propagační video:
Problém mohou vyřešit experimentální tranzistory GAA FET (gate-all-around) vyvinuté mezinárodním týmem vědců. Jejich zvláštnost spočívá ve skutečnosti, že čipy založené na těchto tranzistorech se mohou zotavit pod vlivem tepla. Teplo lze zase generovat pomocí elektrického proudu. Hlavní myšlenkou je, že takový čip uvnitř kosmické lodi se vypne během dlouhého vesmírného letu každých několik let. V době těchto „restartů“jej účinek tepla obnoví před účinky radiace. Po zotavení se čip znovu aktivuje a bude pokračovat ve své práci.
V laboratorních testech těchto tranzistorů se vědci ujistili, že flash paměť založená na nich při zahřátí může být obnovena až 10 000krát a paměť DRAM až 1012krát. Samozřejmě z hlediska perspektiv pro současné použití v kosmických lodích jsou tyto tranzistory stále hypotetickým řešením. Jak bylo uvedeno výše, tranzistory jsou experimentální. Je zapotřebí nový a vnější pohled na jejich účinnost. Tým, který je vytvořil, však věří, že jejich použití ve vesmírných misích, jako je Breakthrough Starshot, je skutečně možné.
Řešení problému fungování elektroniky v náročných prostředích je samozřejmě jen částí větší hádanky. Pokud se malá kosmická loď setká s Alpha Centauri, bude muset bojovat nejen s radiací. Srážky s kosmickým plynem a prachem budou na této cestě stejně nebezpečné.
Začátkem tohoto roku zahájil výzkumný tým Breakthrough Starshot sérii experimentů založených na riziku a zjistil, že srážka tak malé lodi s rovnoměrnými částicemi kosmického prachu by byla katastrofická. To znamená, že je nutné se znovu vrátit k problematice ochranného stínění zařízení.
Než se projekt stane realitou, bude vyžadovat obrovské množství práce. A to nejen strojírenské, ale také vědecké. Nakonec však nemusí být veškeré úsilí marné. Samotná myšlenka, spíše ani myšlenka, ale velmi skutečná touha - dosáhnout hvězdy za 20 let mimo sluneční soustavu - by měla nejen ohromit, ale také neuvěřitelně motivovat. Naštěstí je první i druhá v moderní vědě hojně.
NIKOLAY KHIZHNYAK