Allt verkar som science fiction. Gå in i ett rymdskepp, dra hävarmen och nästa sak inser du att du är halvvägs genom galaxerna och tittar på en annan M-klassplan (lämplig för livet). Om bara verkliga livet var lika roligt och lätt som Star Trek. I verkligheten tar dock utloppet från solsystemet lång tid. Titta på Voyager 1-fodralet. Vilket tog de flesta 35-åriga flygningarna för att komma ut ur solsystemet med hjälp av kemiskt bränsle och vissa gravitationsmanövrar från de gigantiska planeterna.
Philip Lubin, forskare från Experimental Cosmology Group vid University of California i Santa Barbara, använder finansiering från NASA, liksom flera publicerade papper för att räkna ut hur man löser det interstellära problemet. Han skrev också en ny färdplan för interstellärflygningen och är medlem i rådgivande kommittén för det nyligen meddelade genombrottet: Starshot (kasta till stjärnorna). Medan hans idéer testas i laboratoriet tror han att han kan leda ett uppdrag mellan 20 och 30 år, vilket kommer att vara föregångaren till interstellär flygning.
Problemet med nuvarande kraftverk
De viktigaste metoderna som används idag av rymdfarkoster är kemiska bränsle-, sol- och kärnkraftverk samt jonmotorer (med tryck av laddade partiklar). Allt detta räcker för att övervinna solsystemet, särskilt i de fall där ingenjörer använder gravitationen. Till exempel flög den tidigare nämnda Voyager-1 rymdfarkosten Jupiter, Uranus, Saturnus och Neptun för att påskynda utgången från solens heliosfär. Men vad sägs om solsystemets utsida? Inte tillräckligt mänskligt liv. "Om det tar sekunder att gå härifrån till närmaste stjärna, eller ett år för att komma till närmaste stjärna, uppfyller den oss, säger Lyubin. "Men om 600 000 krävs, passar det inte oss."
Laserperspektiv
Vid beräkningen är vi vana vid det faktum att framsteg accelererar mycket snabbt, säger Lyubin. Halvledarteknik, till exempel, kan du fördubbla hastigheten på operationer, vanligtvis i 1, 5 -2 år. I raketteknik finns det ingen sådan snabb utveckling. Lyubin sa att han hade identifierat en lovande teknik som åtminstone skulle tillåta en liten rörelse till de tunnaste rymdfarkoster i tillräckligt höga hastigheter. När tekniska framsteg fortskrider, sa han, han är övertygad om att rymdfarkosten kan flytta ännu snabbare än vi kan föreställa oss idag.
Hans projekt handlar om att använda riktad laserergi för att använda ljusets kraft för att flytta rymdfarkoster. Fördelen är att denna metod inte kräver bränsle (vilket kan vara uttömt) eller solen (som är för dim bort från solsystemet). Laserenheten som flyttar rymdfarkosten kan också kastas ombord när den inte längre behövs. det är fortfarande möjligt att parkera den här enheten någonstans i rymden för att använda den för en annan rymdskepp.
Laserkapacitet
Lubin jämför sin laseridé med superdatorer. Superdatorer använder parallell behandling av information av flera processorer. (I liten skala ser vi detta på hemmabio datorer som har en dual-core eller quad-core processor). "I stället för ett jättearbete är det bättre att använda många processorer som arbetar parallellt, vilket innebär snabbare arbete på en dator med ett stort antal små datorer", säger Lyubin. Lasrar kommer att fungera på samma sätt. Lubin säger att flera relativt blygsamma lasrar kan göras för att fungera synkront om deras strålar arbetar i fas med varandra. Detta gör att du kan skapa ett litet tryck från en enda laser, vilket blir ett mycket stort tryck med flera lasrar. En liten rymdfarkost skulle således kunna röra sig med en otrolig fart, kanske cirka 20 procent av ljusets hastighet. Detta gör det närmaste stjärnsystemet Alpha Centauri, som är fyra ljusår från jorden, tillgängligt efter 20 år. Detaljer finns i denna beskrivning av hans innovativa förslag om avancerade koncept för NASA 2015.
Där lasern kunde ta oss
Medan Alpha Centauri ligger relativt nära jorden, är många av de exoplanet-system som ses av Kepler rymdteleskopet hundratals eller tusentals ljusår borta. Att komma till dessa system är fortfarande orimligt svårt, men Lubin säger att han inte förlorar hoppet. Framsteg inom laserns område kan gå så att vi inte ens kan föreställa oss idag. (Ett liknande exempel skulle vara hur ett dataplip gjorde en revolution i hastigheten och storleken på datorer, jämfört med prov av gamla rör som upptog hela laboratorierum på 1960-talet).
Om det emellertid blir möjligt att nå avståndet till planeterna som upptäckts av Kepler, varnar Lubin att det kommer att finnas en sista begränsning: Relativitetsteorin. Om signalen från skeppet tar en sekund att komma till Keplerplaneten och en andra sekund att återvända till sonden, då för att komma från sonden till jorden (på ett avstånd av 2000 ljusår), kommer signalen att behöva 2000 år plus två sekunder. En civilisation som har skickat upp ett uppdrag kan försvinna när rymdfarkosten återvänder. Lubin vet ännu inte hur man ska svara på alla dessa sociologiska frågor, men han säger att lasrar inte desto mindre erbjuder potential att flytta mycket snabbare än vad vi har idag.
