Beskeder fra verdens mindste rumsonde

Verdens mindste rumsonde, undfanget ved Menlo Parks visionære Breakthrough Starshot, har ringet hjem.

Den flyvende computerchip kaldet "Sprite, "på størrelse med en Saltine-cracker, er sund, glad og sender os signaler fra Jordens bane, 400 km hjemmefra.

Det er stadig langt fra, hvor dets afkom en dag kan rejse:vores nabostjernesystem Alpha Centauri, 24 billioner miles væk. Drømmen er, at Sprite-lignende rumfartøjer kan tage nærbilleder og indsamle data – måske endda opdage gasser produceret af fremmede liv.

Den lille Sprite kunne en dag hjælpe med at besvare de store spørgsmål om livet i universet:Er vi alene? Er der beboelige verdener derude? Hvis så, kan vi nå dem?

Det er en ambition, der vil beskatte hjernekraften og bankkonti hos sine Silicon Valley-velgørere, ledet og finansieret i de første fem år med $100 millioner doneret af internet-iværksætteren Yuri Milner. Gennembrud Starshots bestyrelse består af Milner, kosmolog Stephen Hawking fra University of Cambridge og Facebooks administrerende direktør Mark Zuckerberg.

"Men det er et meget godt første skridt. Det er proof of concept, " sagde Breakthrough Starshot-instruktør Pete Worden, tidligere direktør for NASA Ames Research Center, fra sit kontor på dalens storslåede Sand Hill Road. "Det er meget spændende."

Forskere ved nu, at planeter er lige så almindelige som et billigt hotel. Kepler-rumteleskopet har identificeret 2, 337, med omkring 50 i "guldlokszonen" - ikke for varmt eller koldt, for stor eller for lille. De er på Jordens størrelse og form og kredser om stjernernes varme skær som vores egen sol, måske værtsliv.

Men her er problemet:Det er umuligt for mennesker at rejse hurtigt nok, langt nok, at nå disse fjerne destinationer.

At komme dertil, det ville kræve et rumfartøj, der bevæger sig med en brøkdel af lysets hastighed. Et stort fartøj ville tage titusinder af år at nå Alpha Centauri. Men en flåde af små Sprite-lignende sonder - hvis de er lette og små nok - kunne måske lykkes.

Projektets strategi blev angiveligt kortlagt ved en samling i januar 2016 på Milners palæ på en bakketop sammen med Worden, UC Santa Barbara fysiker Philip Lubin, Harvard-astronomen Avi Loeb og andre.

Deres mission fik energi kun måneder senere, ved denne opsigtsvækkende opdagelse i august 2016:Jorden har en nabo. Exoplaneten Proxima b blev opdaget ved vores kosmiske dørtrin, kredser om Proxima Centauri, den nærmeste stjerne til vores sol. Endnu bedre, planeten er inden for den såkaldte "beboelige zone", "som Jorden.

"At finde denne planet, Proxima b, var en game-changer, " skrev Milner, som studerede fysik i Moskva og blev opkaldt efter den russiske kosmonaut Yuri Gagarin.

Det kan tage en flåde af sonder omkring 20 år at komme til Proxima b, derefter yderligere fire år for at data og fotos skal sendes tilbage til Jorden.

april sidste år, holdet samlede nogle af verdens eksperter på Stanford University for at diskutere udsigterne og udfordringerne ved at rejse til Proxima b.

Sprite er udtænkt af Zac Manchester, hvis Kickstarter "KickSat"-kampagne på Cornell University rejste de første midler til at udvikle konceptet. Denne måned, han slutter sig til fakultetet ved Stanfords Department of Aeronautics and Astronautics. Hans ankomst til Stanford forventes at fremskynde chipsatellitindsatsen.

Sprite vejer kun fire gram, lettere end en fjerdedel. Den har sit eget solpanel, kommunikationsmuligheder og sensorer.

Sådanne små rumfartøjer er mulige takket være hurtige fremskridt i halvlederindustrien, ifølge Manchester. De fleste af funktionerne i et traditionelt rumfartøj kan integreres på en enhed i chipskala. Sprite er bygget ved hjælp af de samme enheder og processer, der bruges i forbrugerelektronikindustrien.

Rumfartøjer er blevet stadigt mindre i størrelse. I det seneste årti, hundredvis af 10 centimeter store CubeSats er blevet opsendt i rummet. Manchesters første Sprite-indsats, med rumfartøjer på størrelse med skoæske, opsendt i 2014, men faldt ud af kredsløb og brændte op.

Sprite har søskende - adskillige Sprites blev lanceret den 23. juni - men de er blevet incommunicado. De flyver ikke af sig selv; de piggybacker på to satellitter.

Den, forskerne hører, udsender et standard radiosignal, oplader sine batterier med sollys. Nyheden kom om signalet i slutningen af ​​sidste måned, via en Cornell jordstation. (Amatører kan også lytte med; Manchesters KickSat tilbød et design og instruktioner til en billig og bærbar Sprite-modtagestation. Bestående af en håndholdt antenne, støjsvag forstærker, lavpris USB-radiomodtager dongle, det kan bygges for omkring $200, plus en pc til at køre softwaren.)

Til sidst, Sprite skal være endnu mindre og lettere. Den vejer mindre end et gram, og være udstyret med et sejl. At bære sit eget brændstof ville tilføje for meget vægt.

I princippet, dens sejl ville blive skubbet gennem rummet af en laser - eller en række lasere - som kunne skabe en "vind" af fotoner, opfører sig som en kæmpe fan. Laseren ville levere 100 milliarder watt energi, langt kraftigere end den typiske 1 milliwatt laserpointer. Instrueret fra Jorden, laseren ville sigte mod at drive rumfartøjet til hastigheder på 20 procent af lysets hastighed. Det er mere end 100 millioner miles i timen.

Der er endnu en hindring:Kommunikation. Worden sagde, at holdet vil arbejde på at bygge en indbygget lille optisk laser, der kunne vende rundt, peger mod Jorden, og kommunikere via laser, ikke radio, signaler.

"Det vigtigste er kommunikationen, over hundredtusindvis af miles, sagde han. Det er udfordringen.

I september, Gennembrud Starshot vil begynde at søge forslag til en laserenhed. Til næste år, det vil organisere et team til forskning og design af bedre kommunikationssystemer.

Så ville disse små rumfartøjer ikke sende blot "jeg er her"-signaler, som Sprite siger i dag.

I stedet, de kunne sige:"Wow - tjek kvarteret ud!"

©2017 The Mercury News (San Jose, Californien)
Distribueret af Tribune Content Agency, LLC.