سفینه‌ های فضایی کوچک با لیزر به ستاره ها فرستاده می شوند

دانشمندان تخمین می‌ زنند که کاوشگرهای فضایی لیزری و دارای وزن چند گرمی می‌ توانند به 25 درصد سرعت نور و در مدت حدود 20 سال به نزدیک‌ ترین ستاره برسند.
به گزارش کلیک، سفینه‌ فضایی Voyager 1 در سال 1977 روانه فضا شد و سرانجام پس از 37 سال پرواز با سرعت 38000 مایل در ساعت یا کمتر از 0.006 درصد سرعت نور، منظومه‌ ی شمسی را ترک کرد. این امر نشان می‌ دهد با فناوری حرکتی کنونی، بشر حتی نمی‌ تواند به نزدیک‌ ستاره هم برسد. این حقایق از سوی فیلیپ لوبین، کیهان شناس دانشگاه کالیفرنیا در سانتا باربارا بیان شد.
لوبین و همکارانش خاطر نشان می کنند لیزر ها می‌ توانند موجب افزایش سرعت کاوشگرها و نزدیک شدن سرعت آن‌ ها به نور شوند و در مدت زمانی به اندازه‌ عمر طبیعی بشر به نزدیک‌ ترین ستاره برسند. لوبین می‌گوید: هیچ یک از فناوری‌ های کنونی نمی‌ توانند مسیر و گامی حقیقی جهت پرواز در لحظه را ارائه دهند.
مشکلات تمام پیشرانه‌ هایی که در سفینه‌های فضایی کنونی به کار گرفته می‌ شوند و محرکی که آن‌ ها بکار می‌ برند، سنگین و بزرگ است. سفینه‌ های فضایی کاوشگر نیازمند به محرک‌های فراوانی می‌باشند و این امر موجب سنگینی آن‌ ها می‌شود.
محرک‌ های فوتونی را در سفینه‌هایی مجهز به آیینه به کار می‌ گیرند و حرکت آن‌ ها به فاصله اشان از منبع نور بستگی دارد. کاوشگرهای خورشیدی به نور خورشید وابستگی دارند، در حالیکه کاوشگر های لیزری بر لیزرهای توانمند اتکا دارند.
لوبین دریافت که محرک‌های فوتونی پدیده ای نو تلقی نمی‌شود و یوهانس کپلر در نامه ای به گالیلئو گالیله (1610) چنین می‌نویسد: کشتی‌ها و قایق‌ها نسیم‌های آسمانی را به کار می‌گیرند تا به حرکت در آیند اما نیروهای دیگری نیز هستند که می‌توانند موجب افزایش سرعت بیشتر در آن‌ها شوند. نکته و امر نو در یافته‌ی لوبین این است که پیشرفت‌های فراوان در فناوری لیزر می‌تواند موجب افزایش سرعت سفینه‌های فضایی شوند.
پیشرفت رویکرد لوبین به ساختارهای لیزر بستگی دارد. به جای خلق یک لیزر بسیار قدرتمند، پژوهشگران می‌توانند ساختارهایی دارای فاز را بنا نهند که متشکل از تعداد بسیار زیادی از آمپلی فایرهای لیزری متوسط هستند و این لیزرها می‌توانند با یکدیگر مجموعه ای منظم را شکل دهند که دارای قدرتی مشابه با یک لیزر بزرگ هستند. این استراتژی موجب حذف نیازمندی به یک لنز بسیار بزرگ می‌ شود و به جای آن از چندین لنز کوچک استفاده می‌شود.
پژوهشگران یک مجموعه از لیزرهای ایتربیم با مقیاس کیلووات را به کار بستند که می‌ توانند به تدریج و با کنار هم قرار گرفتن، در طول زمان افزایش یابند. برای مثال، یک آمپلی فایر لیزر ایتربیوم 3 کیلو واتی دارای اندازه‌ یک کتاب است و حدود 5 کیلوگرم است.
دانشمندان محاسبه می‌ کنند که یک آرایه‌ 50 تا 70 گیگاوات که دارای گستره ای 10 کیلومتر در 10 کیلومتر در مدار زمین است می‌ تواند یک سفینه‌ فضایی کوچک و با وزن گرمی را که عرضی 1 متری را داراست را به حرکت در آورند و سرعت آن 25 درصد سرعت نور خواهد بود (پس از 10 دقیقه از روشن شدن) و می‌تواند در مدت زمانی 30 دقیقه ای به مارس برسد و در مدت زمانی حدود 20 سال به Alpha Centauri برسد. پژوهشگران بیان می‌ دارد که این ساختار می‌ تواند سالانه 40000 کاوشگر کوچک را به حرکت در آورد. و هر یک از این کاوشگر های کوچک یک سفینه فضایی کامل بسیار کوچک هستند که از تجهیزاتی مانند دوربین‌ ها، ابزار ارتباطی، برق و سیستم‌های دیگر برخوردارند.
همین مجموعه می‌تواند یک سفینه فضایی 100 تنی را به حرکت در آورند که سرعتی حدود 0.2 درصد از سرعت نور را داراست (پس از حدود 15 سال از روشنایی). به هر روی حدود 2200 سال به طول خواهد انجامید که سفینه به Alpha Centauri برسد. لوبین می‌گوید یک مجموعه‌ بزرگ موجب انگیزه برای سفرهای میان ستاره ای انسان در آینده‌ی دور می‌ شود اما من این امر را در اولویت قرار نمی‌ دهم و باور دارم کاوشگر های روباتیک سودمندی بیشتری دارند.
مسئله‌ اصلی و مهم در این استراتژی، ترمز است. پژوهشگران راهی برای کاهش سرعت این سفینه‌ های لیزری ندارند. لوبین می‌گوید: اولین موردی که با شتاب سرعتی همراه می‌ شوند می‌ تواند به سهولت بوسیله اهداف به پرواز در آید و داده‌ ها را از طریق لیزر منتشر سازد.
او می‌افزاید کاربردهای دیگری نیز می‌توان برای این مجموعه‌ی لیزری پنداشت. برای مثال می‌تواند شهاب‌های آسمانی را از زمین دور سازد یا خرده سنگ‌ها را منفجر سازد تا به سفینه‌های فضایی، ماهواره‌ها و فضانوردان آسیبی نرسانند.
پژوهشگران تاکید می‌کنند که هدف آن‌ها ساختن بزرگ‌ترین سیستم نیست. آن‌ها اخیراً لیزرهای کوچک را برای نمونه سنگ‌های مشابه به شهاب‌های آسمانی آزمایش می‌کنند تا نشان دهند که چنین سیستم‌هایی می‌توانند مانع از حرکت شهاب سنگ‌ها شود و این امر می‌تواند به آن‌ها یاری برساند تا یک روز شهاب سنگ‌ها را به شکلی کامل مورد بررسی قرار دهند. لوبین و همکاران می گویند: اگر لیزرها تنها مسیر عملی برای سفر میان ستاره ای باشند، تمدن بیگانه نیز می‌تواند از این لیزرها برای کشف کیهان بهره ببرد. آن‌ها پیشنهاد می‌دهند که پروژه‌های SETI می‌بایست به دنبال نشانه‌ هایی از اثربخشی این فناوری باشد. لوبین آخرین کار خود را در یک سخنرانی در 25 ژانویه، در هاروارد معرفی کرد.

منبع: msn