Рой крошечных кораблей для исследования космоса

25.09.2023

Мечта о межзвездных путешествиях, которая жила в сердцах многих поколений, остается пока что недосягаемой из-за многочисленных технических преград. Тем не менее, международная группа ученых верит, что существует путь обойти эти преграды. Их задумка заключается в использовании мощного лазера для отправки к Проксиме Центавра роя тысяч микрозондов, каждый весом лишь несколько граммов. Эти зонды образуют гигантскую линзу диаметром в 100 тысяч километров и поддерживают оптическую связь в процессе своего путешествия. Однако для реализации этой амбициозной идеи потребуется инвестиция в размере 100 миллиардов долларов и 100 гигаватт электроэнергии для работы мощного лазера.

На данный момент в области космических исследований существует два основных проекта по созданию космических судов, способных достичь релятивистских скоростей и дотянуться до ближайших звезд в течение нескольких десятков лет. Один из них - проект "Breakthrough Starshot" (путешествие к Альфе Центавру), а второй - "Проект Лира", целью которого является перехват и изучение загадочного объекта Оумуамуа. Помимо основных задач, эти проекты также включают в себя создание межзвездной коммуникационной сети.

Группа ученых, работающих в рамках Инициативы межзвездных исследований, провела исследование, посвященное идеи построения роя космических кораблей массой всего несколько граммов и их направлению к Проксиме Центавра с помощью мощных лазерных лучей, поддерживая оптическую связь с Землей. В течение многих лет данная команда работала над исследованием оптимальных способов изучения ближайших звезд с использованием флотилии из тысячи или более мелких зондов, сообщает Universe Today.

В ближайшем будущем существуют ограничения, такие как мощность лазера около 100 ГВт и стоимость в размере около 100 миллиардов долларов, которые накладывают верхний предел на массу космических аппаратов, которые можно отправить к ближайшей звезде в разумное время, то есть в течение десятков, а не сотен лет. Это означает, что масса космических аппаратов ограничивается всего несколькими граммами. Однако если ученые смогут разработать методы запуска кораблей, то можно будет отправить целый рой.

Существует множество вопросов, связанных с этой идеей. Например, как обеспечить защиту кораблей от межзвездной пыли и как поддерживать широкополосную связь на релятивистских скоростях? Возможным решением является архитектура роя. Одиночный космический аппарат может быть сложно обнаружим в межзвездном пространстве, но когда речь идет о сотнях или тысячах аппаратов, составляющих единую систему, ситуация меняется.

Предложено этапное запускание сотен зондов в течение года до достижения численности в тысячу. Связь будет поддерживаться синхронизированным с часами зондов лазером мощностью 100 ГВт. Формирование зондов будет обеспечиваться модулированием скорости запуска первых и последних аппаратов. И хотя часть из них может выйти из строя, большая их часть все равно сможет достичь цели.

<< Назад: Робот-пылесос Anker Eufy X8 Pro 26.09.2023

>> Вперед: Энергетические затраты биологических систем на обработку информации 25.09.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Газоразрядник и варистор в одном корпусе 11.11.2019 Компания Bourns анонсировала выпуск GMOV - защитных изделий, состоящих из комбинации плоского газоразрядника (GDT) и металл-оксидного варистора (MOV), соединенных последовательно. Данное решение сочетает в себе плюсы обоих технологий и позволяет получить компактный, но при этом мощный защитный компонент на замену стандартным 14 мм и 20 мм дисковым варисторам. Серия GMOV позволяет выбрать супрессоры с рабочим напряжением в диапазоне от 45 до 320 В (Vrms) и от 56 до 415 В (Vdc). Пиковые токи при этом составляют до 6,000 А для 14 мм GMOV и до 10,000 А для версий с диаметром 20 мм. Энергия рассеивания GMOV для импульсов с фронтом 8/20 мкс (согласно IEC 61000-4-5) достигает уровня 180 Дж для типоразмера 14 мм и увеличивается вплоть до 360 Дж для типоразмера 20 мм. В отличие от одиночного варистора, который обладает недостатком в виде деградации и старения (что приводит к ухудшению характеристик защиты), такое сочетание газоразрядника и варистора значительно продлевает срок службы и надежность компонента. Газоразрядник изолирует варистор от цепи, отключая его вплоть до появления импульса. Таким образом, варистор при отсутствии скачков напряжения большой амплитуды находится в ждущем режиме. Также стоит отметить, что ток утечки в цепи газоразрядник-варистор минимален (<0,1 мкА) за счет высокого сопротивления изоляции газоразрядника в непроводящем состоянии, что существенно улучшает энергопотребление конечного изделия и уменьшает проблемы излишнего перегрева компонента. Еще одним плюсом супрессора GMOV является сверхнизкая паразитная вносимая емкость, которая не превышает значений 4 пФ, что исключает возможность искажения сигнала защищаемой линии.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025