Momentumbremsning i dybt rum

Med en miniaturiseret rumsonde, der er i stand til at accelerere til en fjerdedel af lysets hastighed, vi kunne nå Alpha Centauri, den nærmeste stjerne, om 20 til 50 år. Imidlertid, uden en mekanisme til at bremse den, rumsonden kunne kun indsamle data fra stjernen og dens planeter, da den zoomede forbi. En teoretisk fysiker ved Goethe -universitetet i Frankfurt har nu undersøgt, om interstellare rumfartøjer kan bremses ved hjælp af "magnetiske sejl."

I lang tid, tanken om at sende ubemandede rumprober gennem det dybe interstellare rum til fjerne stjerner har været teoretisk. Nyere forskning om nye koncepter som "Breakthrough Starshot" -projektet foreslår acceleration af miniaturiserede rumprober ved hjælp af kraftfulde lasere. At bremse dem igen virker mere udfordrende, da de ikke kan monteres med bremsesystemer af vægtmæssige årsager. Imidlertid, ifølge professor Claudius Gros fra Institute for Theoretical Physics ved Goethe University Frankfurt, det ville være muligt at bremse i det mindste forholdsvis langsomme rumprober ved hjælp af magnetiske sejl.

"Langsom ville betyde, I dette tilfælde, en rejsehastighed på 1, 000 kilometer i sekundet, hvilket kun er 0,3 procent af lysets hastighed, men ikke desto mindre omkring 50 gange hurtigere end Voyager -rumfartøjet, "forklarer Gros. Ifølge hans beregninger, hvad der er nødvendigt er et magnetisk sejl for at overføre rumfartøjets momentum til det luftformige interstellare medium. Sejlet består af et stort, superledende sløjfe med en diameter på omkring 50 kilometer. En tabsfri strøm induceret i denne sløjfe skaber derefter et stærkt magnetfelt. Det ioniserede brint i det interstellare medium reflekteres derefter fra sondens magnetfelt, bremse det gradvist. Dette koncept virker, som Gros var i stand til at vise, på trods af den ekstremt lave partikeltæthed i interstellarrum (0,005 til 0,1 partikler pr. kubikcentimeter).

Gros 'forskning viser, at magnetiske sejl kan bremse' langsomme 'rumfartøjer, der vejer op til 1, 500 kilo. Imidlertid, rejsen ville tage historiske perioder - f.eks. en tur til TRAPPIST-1-systemet på syv kendte planeter ville tage omkring 12, 000 år. Langsommere cruisesonder på størrelse med en bil kunne fremskyndes af den samme laser, hvilken, ifølge den nuværende planlægning, ville gøre det muligt at sende højhastigheds rumprober, der kun vejer et par gram, til Alpha Centauri.

Missioner til fjerne stjerner, der ville tage tusinder af år, er udelukket til undersøgelsesmissioner. Men situationen er en helt anden i tilfælde, hvor cruisetiden er irrelevant, såsom missioner, der åbner op for alternative muligheder for terrestrisk liv. Gros foreslog sådanne missioner i 2016 under navnet "The Genesis Project, "som ville transportere encellede organismer, enten som dybfrosne sporer eller kodet i et miniaturiseret genlaboratorium. For en Genesis -sonde, det er ikke ankomsttiden, der er vigtig, men evnen til at bremse og derefter kredser om målplaneten.