Міжзоряні зонди: як лазери та смарт-пил наближають людство до інших світів

Науковці зафіксували витік гелію з верхніх шарів атмосфери екзопланети LHS 1140b, розташованої за 48 світлових років від Землі. Це небесне тіло обертається навколо червоного карлика в зоні, придатній для життя, де температура потенційно дозволяє існування рідкої води. У нижчих шарах атмосфери дослідники сподіваються виявити важчі хімічні сполуки, зокрема воду.

Спостереження за далекими світами за допомогою телескопів розширюють межі науки, але питання про можливість безпосереднього дослідження цих планет залишається відкритим. Колін МакІннес, професор інженерних наук Гласгоуського університету, наголошує, що відповідь на нього залежить від розвитку технологій польотів до інших зірок.

Одним із перспективних напрямів є мініатюризація космічних апаратів. Сучасні досягнення у створенні компактних камер і сенсорів із низьким енергоспоживанням, що використовуються у смартфонах, дозволяють розробляти так званий смарт-пил — датчики розміром у міліметр або менше, здатні фіксувати світло, температуру та хімічний склад середовища. Такі пристрої можуть стати основою для зондів, які досліджуватимуть далекі світи.

Для розгону зонда до швидкості 10–20 відсотків від швидкості світла потрібна принципово нова рушійна система. Проєкт Breakthrough Starshot досліджує використання світлових вітрил — тонких відбивальних мембран, які розганятиме лазерний масив потужністю у десятки гігаватів, розташований на Землі. Це дозволяє апарату не нести власне паливо.

Ідея вітрил, що рухаються під тиском світла, не нова: ще у 1920-х роках радянські вчені Костянтин Ціолковський та Фрідріх Цандер запропонували концепцію сонячних вітрил. Складені з тонких дзеркальних листів, вони вже випробовувалися на навколоземній орбіті. Такі вітрила дозволяють маневрувати без традиційного палива, змінюючи кут нахилу для наближення чи віддалення від Сонця, що може бути корисним для складних місій, зокрема повернення зразків із довгоперіодичних комет або тривалого спостереження за полюсами Землі.

У перспективі розробники планують поєднати лазерні вітрила, смарт-пил та штучний інтелект для відправки автоматичних зондів до таких світів, як LHS 1140b. Це відкриває шлях до безпосереднього вивчення атмосфер екзопланет і, можливо, пошуку ознак життя за межами Сонячної системи.