Эрдэмтэд лазер ашиглан хамгийн ойрын од руу хэрхэн нисэхийг тооцоолжээ

Эрдэмтэд лазер ашиглан хамгийн ойрын од руу хэрхэн нисэхийг тооцоолжээ
Эрдэмтэд лазер ашиглан хамгийн ойрын од руу хэрхэн нисэхийг тооцоолжээ
Anonim

100 сая лазер бүхий фотон хөдөлгүүр нь Breakthrough Starshot сансрын дарвуулт хөлөг онгоцыг 20 жилийн дотор нарны аймгийн хамгийн ойрын хөрш Альфа Центаврид хүрэхэд тусална. Австралийн судлаачид од хоорондын нано хиймэл дагуулыг хэрхэн хурдасгах талаар бодож олжээ.

Австралийн Үндэсний Их Сургуулийн эрдэмтэд Breakthrough Starshot төслийн хүрээнд хамгийн ойрын од руу сансрын дарвуулт хөлөг хөөргөх аргыг санал болгов. Тэдний санааны дагуу фотон хөдөлгүүр - нийтдээ 100 сая хүртэлх лазерыг багтаасан систем нь төхөөрөмжид шаардлагатай хурдыг өгөхөд туслах болно. Судлаачид өөрсдийн тооцооллыг Journal of America Optical Society сэтгүүлд толилуулжээ.

2015 онд Mail. Ru группийг үүсгэн байгуулагч, бизнес эрхлэгч Юрий Милнер эхнэрийнхээ хамт Орчлон ертөнцийн амьдралын асуудлын талаархи шинжлэх ухаан, технологийн судалгааны нээлт санаачлага хөтөлбөрийг байгуулсан. Энэхүү хөтөлбөрийн хүрээнд Breakthrough шагналыг шинжлэх ухааны Оскарын шагналыг хүртэж байгаа бөгөөд Breakthrough Listen төслийн хүрээнд харь гаригийн амьдралыг хайж байна.

Өөр нэг нээлтийн санаачлага төсөл бол од хоорондын нислэг хийх боломжийг нэг үеийн турш нотлох зорилготой Breakthrough Starshot төсөл юм. Үүний тулд StarChip сансрын дарвуулт онгоцны тухай ойлголтыг сонгосон.

Үүнд мэдрэгч, камер, радио антен, хурдасгуураар тоноглогдсон 3.5 -аас 3.5 сантиметр хэмжээтэй, нэг грамм орчим жинтэй нанопробыг дөрвөн метр дөрвөн метр, 100 нанометр зузаан, нэг грамм жинтэй нарны далбааттай холбоно.

Гэрлийн даралтыг хөдөлгөөнд ашигладаг төхөөрөмж болох ийм далбаат онгоцны тухай санаа нь шинэ зүйл биш юм: үүнийг анх Константин Циолковский дэвшүүлж, пуужингийн анхдагчдын нэг Фридрих Зандер онолын хувьд нотолжээ. Ийм төхөөрөмжүүд аль хэдийн бий болсон: 2010 онд Японы IKAROS-ийг хөөргөж, АНУ LightSail-1 ба LightSail-2-ийг сансарт илгээсэн.

Одоо Австралийн эрдэмтэд аварга том лазер системийн сүлжээ ашиглан геостационар тойрог замаас гарч буй сансрын дарвуулт онгоцыг хурдасгах арга замыг санал болгов. "Breakthrough Starshot програм нь шаардлагатай оптик хүчийг (төхөөрөмжид шаардлагатай хурдыг өгөхөд - Gazeta. Ru) ойролцоогоор 100 гигаватт гэж үздэг" гэж судлаачдын нэг Роберт Уорд хэлэв. Ийм тоонд ойртоход амаргүй байх болно гэж тэр хэлэв - Одоогийн байдлаар хамгийн том батерейны энерги 100 дахин бага байна.

Цогцолбор бүр нь мянга мянган модуль бүхий мянган салбараас бүрдэх бөгөөд тус бүр нь 100 лазертай байх болно. 1064 нанометр долгионы урттай эдгээр лазер тус бүр нэг киловатт оптик энерги ялгаруулдаг.

Өмнө нь хийсэн урьдчилсан тооцоогоор ийм системийн өртөг найман тэрбум долларт хүрч, хурдасгах ажиллагааны зардал өөрөө зургаан орчим байж магадгүй юм.

Гэсэн хэдий ч ийм лазер байгууламжийг ажиллуулахдаа дэлхийн агаар мандлын нөлөөллийг харгалзан үзэх шаардлагатай. "Агаар мандал нь гарч буй лазер туяаг гажуудуулж, хүссэн чиглэлээсээ хазайхад хүргэдэг" гэж өөр нэг судлаач, профессор Майкл Ирланд хэлэв. - Бидний шийдэл бол лазер хөтөч од ашиглах явдал юм. Үүнд жижиг хиймэл дагуул лазерыг дэлхийн тойрог замаас массив руу чиглүүлэх болно. Чиглүүлэгч одны гэрэл Дэлхий рүү чиглэх тусам агаар мандлаас үүдэлтэй гажуудлыг хэмжихэд тусална. Бид энэ мэдээллийг эрт тохируулах зорилгоор ашиглах алгоритмыг боловсруулсан."

Үүнээс гадна лазер туяа өөрөө хазайхыг харгалзан үзэх шаардлагатай. Бид санамсаргүй дижитал дохиог ашиглан лазер бүрийн хэмжилтийг кодчилж, дараа нь декодчилдог. Энэ нь асар их хэмжээний мэдээллийн багцаас зөвхөн бидэнд хэрэгтэй хэмжээсийг сонгох боломжийг олгодог. Дараа нь бид асуудлыг жижиг цогцолбор болгон багасгаж чадна”гэж судалгааны бүлгийн өөр нэг гишүүн Пол Сибли хэлэв.

Уламжлалт аялалын аргыг ашиглан Альфа Центавр руу аялахад 100 орчим жил шаардагдана. Фотон хөдөлгүүрээр ажилладаг сансрын далбаат онгоц ашиглан Альфа Центаврид хүрэхийн тулд гэрлийн 20% -ийн хурдаар 20 жил шаардагдана.

"Альфа Центавриг нисэх үеэр тэрээр (далбаат онгоц - Gazeta. Ru) зураг авч, хэмжилт хийж, дараа нь Дэлхий рүү дамжуулна" гэж судалгааны тэргүүлэгч зохиолч Чатура Бандутунга хэлэв. Хэмжилт хийснээс хойш таван жилийн дараа одон орон судлаачид Proxima Centauri - Proxima Centauri b хиймэл дагуул, түүнчлэн системийн бусад экзопланетуудын мэдээллийг илрүүлсэн тохиолдолд хүлээн авна гэж таамаглаж байна.

Гэсэн хэдий ч эрдэмтэд дарвуулт онгоц шиг тэдний хөгжил нь зөвхөн ойлголт хэвээр байгааг онцолжээ. Бид хөгжлийнхөө дизайнд итгэлтэй байгаа хэдий ч үүнийг хараахан туршиж амжаагүй байна. Дараагийн алхам бол үндсэн бүтцийн элементүүдийг хяналттай лабораторийн орчинд турших явдал юм. Тэдний дунд жижиг лазерын систем, агаар мандлын засварын алгоритмыг хослуулах ойлголтууд байдаг”гэж Бандутунга хэлэв.

Зөвлөмж болгож буй: