Il fascio di luce di Starshot è davvero un milione di laser, che è folle

L'obiettivo dell'iniziativa Breakthrough Starshot da $ 100 milioni è di cercare Alpha Centauri (il più vicino sistema stellare sulla Terra, a soli 4,3 anni luce di distanza) per mondi abitabili e vita aliena. Se ti occupi di scienze spaziali, allora sai che è un'estensione abbastanza logica della ricerca sugli extrasolari e in linea con la borsa di studio che circonda la ricerca di vita extraterrestre. Ciò che rende audace l'iniziativa Starshot è che richiede navicella spaziale per percorrere oltre trilioni di miglia, navigando su un raggio laser da 100 gigawatt e proiettori luminosi. Questo bit è - per dirla in parole povere - complicato.

Ci sono molte domande su come il team di Breakthrough Starshot tratterà tutto e molte risposte molto interessanti. Ma quando si tratta dei lightsails, le risposte iniziano a diventare piuttosto sottili. Il consenso nella comunità scientifica è quello di tutti gli ostacoli tecnologici associati al progetto, la creazione di un fascio di luce abbastanza potente è la più significativa.

Milner e la compagnia vogliono costruire una serie di laser di un chilometro (come migliaia e migliaia e migliaia di loro) ad alta quota e presumibilmente in un deserto. Poi, quando è il momento di spingere la nanocraft verso Alpha Centauri, progettano di azionare un interruttore per sparare un raggio di 100 gigawatt che spara dal veicolo spaziale ad un quinto della velocità della luce. Se ciò funzionasse, i nostri nanocrafts colpirebbero la periferia di Alpha Centauri entro 20 anni.

Seth Shostak, direttore del Centro di ricerca SETI presso il SETI Institute, chiama il "super-duper laser" una proposta ambiziosa, ma racconta anche Inverso l'idea è stata là fuori per un po '. Gli scienziati hanno preso in considerazione i metodi di propulsione basati su laser per un po 'di tempo - più recentemente immaginando come un tale sistema possa portare il veicolo spaziale su Marte in soli tre giorni.

Eppure, un'idea del genere ha mai spostato oltre la fase della proposta, per alcuni motivi. Uno è un costo. Un singolo gigawatt può alimentare 700.000 case. Questa è molta energia, e non costa poco. Quindi immagina di provare ad alimentare un sistema da 100 gigawatt per 20 anni. Non c'è bisogno di sapere nulla sull'efficienza energetica per sapere qualcosa di simile - con la tecnologia attuale, comunque - costerà più del PIL di interi stati nazionali.

L'altro è potere. Il ricercatore della NASA Eduardo Bendek, che ha studiato Alpha Centauri per quasi tutta la sua carriera e sta lavorando a una proposta per inviare un telescopio spaziale per studiare la regione, pensa che il problema più grande dietro Starshot sia capire come evitare "vaporizzare il veicolo spaziale" con il raggio di luce. I nanocraft sono solo pochi grammi in massa. C'è una probabilità estremamente elevata che sparare con un laser da 100 gigawatt causerebbe la loro evaporazione. Azionali Bendek cita un precedente esperimento presso il laboratorio nazionale Lawrence Livermore che ha iniziato una reazione termonucleare usando un laser con una frazione di tale potenza. "Non so come lo scopriranno", dice.

Starshot ha riconosciuto questa preoccupazione, ma non hanno rilasciato dettagli su come costruire robusti nanocraft. Ciò potrebbe essere dovuto al fatto che hanno un'altra preoccupazione, più pressante, da capire prima: come ottenere esattamente un raggio di luce così potente.

David Kipping, un astronomo della Columbia University, afferma che, al momento, possiamo costruire solo laser individuali con un massimo di circa un megawatt. Come lo sa? Kipping e un suo collega hanno recentemente scritto un articolo che propone di costruire un sistema basato sul laser che potrebbe nascondere la Terra agli extraterrestri intelligenti in cerca di altre forme di vita. Sebbene il più semplice dispositivo di occultamento in quel documento richieda qualcosa a circa 30 megawatt, i requisiti di alimentazione sono ancora superiori a ciò che un singolo laser può fare. Al momento un laser da un megawatt è al limite della capacità ingegneristica, il che significa che la produzione di 100 gigawatt di energia richiederebbe un array di un milione di laser.

Shostak fa presto a precisare che con quanto velocemente progredisce la tecnologia, non è impensabile che la potenza del laser possa raddoppiare ogni cinque anni. In soli 10 anni, un raggio di luce di 100 gigawatt potrebbe essere prodotto con solo un quarto dei laser che potremmo avere bisogno oggi. Sono ancora un sacco di dannati laser

La proposta di Kipping ha sollevato un uso alternativo per il principale sistema laser: servirebbe da faro per aiutare gli extraterrestri a trovare noi. Qualcosa di tanto imponente come il raggio di luce di Starshot potrebbe teoricamente aiutarci a nascondere il pianeta, ma spingere gli oggetti nello spazio rivelerebbe la nostra presenza, dice. Inoltre, Kipping afferma che la tecnologia Starshot probabilmente determinerebbe quella che viene definita "fuga laser" che non può essere contenuta. Questa luce in eccesso si comporterebbe come un falò che si irradia nei boschi durante la notte. Anche se la nanocraft non riuscisse a trovare nulla in Alpha Centauri, Starshot potrebbe finire per raggiungere il suo obiettivo comunque portando gli alieni a noi.

Ovviamente c'è molto lavoro da fare nella proposta del fascio di luce prima ancora di vederne una versione in scala ridotta. Ma Kipping sottolinea che il punto non è chiamare nulla di impossibile. "Non dovremmo prenderlo a pugni nonostante le sfide", dice. "I laser saranno indubbiamente una parte importante del modo in cui conduciamo i viaggi nello spazio e miglioriamo le nostre vite anche qui sulla Terra. Penso che sia fantastico che prendiamo seriamente questa idea."