Anggota Breakthrough Starshot telah menyusun daftar tantangan yang harus mereka selesaikan untuk membuat layar surya dengan ukuran yang tepat untuk terbang ke Alpha Centauri dalam 20 tahun. Temuan mereka dipublikasikan di jurnal Nature Materials.
“Hasil pertama dari analisis kami sangat optimis - material yang sudah ada saat ini, dikombinasikan dengan metode baru dalam pembuatan dan pengukuran propertinya, pada prinsipnya memungkinkan untuk membuat prototipe layar yang cocok untuk mempercepat kapal antarbintang,” tulis Harry Atwater dan rekannya. dari Institut Teknologi California di Pasadena (AS).
Pada April 2016, mendiang kosmolog Inggris Stephen Hawking dan miliarder Rusia Yuri Milner berbicara tentang inisiatif "luar angkasa" mereka berikutnya dalam seri Inisiatif Terobosan - Breakthrough Starshot. Dalam kerangka kerjanya, pengusaha itu mengalokasikan 100 juta dolar untuk membuat pesawat luar angkasa berdasarkan ide yang digariskan oleh fisikawan California di bawah kepemimpinan Philip Lubin dua tahun lalu.
Intinya adalah mengirim pesawat ruang angkasa klasik ke planet yang jauh, tetapi struktur yang sangat ringan dan datar yang terbuat dari bahan reflektif, yang akan dipercepat hingga mendekati kecepatan cahaya menggunakan laser orbital yang kuat.
"Kapal layar" antarbintang seperti itu, menurut perhitungan fisikawan Amerika, akan dapat mencapai Alpha Centauri dalam 20 tahun dan akan terbang antara Mars dan Bumi hanya dalam tiga hari tanpa muatan, dan dalam sebulan dengan muatan 10 ton.
Masalah utama dalam kedua kasus tersebut adalah perlambatan probe - sementara tim yang membuatnya tidak memiliki ide tentang bagaimana mengamankan penghentian "perahu layar" laser. Masalah serupa akan muncul, seperti yang kemudian disarankan oleh fisikawan lain, selama akselerasi - layar akan terbakar oleh laser, atau akan runtuh saat bertabrakan dengan partikel debu.
Atwater dan rekan-rekannya di institut tersebut, yang terlibat langsung dalam Breakthrough Starshot, untuk pertama kalinya mempelajari secara mendetail bagaimana layar seperti itu akan berperilaku ketika berinteraksi dengan laser dan medium antarbintang, dan merumuskan serangkaian persyaratan minimum untuk pembuatannya.
Seperti yang ditemukan para ilmuwan, terlepas dari serangkaian karakteristik yang hampir "mustahil" - luas 10 meter persegi, massa dalam gram dan reflektifitas 99,999999% - masalah utama dalam pembuatan layar bukanlah pemilihan material, tetapi sejumlah hal lain. Ternyata sejumlah materi sudah ada di Bumi, di antaranya film yang terbuat dari molibdenum disulfida, silikon amorf dan sejumlah semikonduktor lain yang memiliki sifat serupa.
Video promosi:
Jika film ini cukup tipis, maka secara paradoks, tabrakan dengan atom helium dan hidrogen yang ada di medium antarbintang hampir tidak akan berpengaruh pada kehidupan layar. Sebagian besar atom akan melewatinya tanpa menyebabkan kerusakan, dan tabrakan dengan partikel debu, seperti yang diperlihatkan oleh perhitungan fisikawan, akan merusak tidak lebih dari 10% dari total luas layar.
Masalahnya, pada gilirannya, adalah bahwa saat ini tidak ada teknologi yang memungkinkan menumbuhkan lapisan tipis yang sangat homogen dari zat-zat ini dengan ukuran yang dibutuhkan. Ilmuwan harus menemukan cara untuk merekatkan fragmen yang relatif kecil dari film-film ini, dengan diameter 10-20 sentimeter, dan operasi ini harus dilakukan dengan ketepatan atom.
Di sisi lain, Atwater dan rekan-rekannya yakin bahwa teknik untuk "merekatkan" potongan layar dapat dikembangkan lebih cepat, dengan mengandalkan teknologi yang digunakan dalam industri TI saat ini untuk menyolder masing-masing elemen sirkuit mikro. Penciptaan mereka akan memungkinkan Terobosan Starshot untuk memecahkan salah satu masalah utama dan mulai menciptakan sistem laser yang mampu mempercepat layar ini ke kecepatan yang dibutuhkan.
