Najnowsze analizy wskazują, że taka misja może stać się rzeczywistością szybciej, niż się spodziewamy. Naukowcy z Jet Propulsion Laboratory uważają, że start może nastąpić w ciągu najbliższych kilkunastu lat. Brzmi nieprawdopodobnie? Fizyka mówi, że to możliwe, choć nie będzie łatwe.
Jak zamienić gwiazdę w teleskop. Zasada działania słonecznej soczewki
Cała koncepcja opiera się na ogólnej teorii względności Einsteina. Masa Słońca zakrzywia przestrzeń wokół siebie, działając jak ogromna soczewka optyczna. Pole grawitacyjne naszej gwiazdy potrafi skupić i wzmocnić światło odległych obiektów wzdłuż linii zaczynającej się około 550 razy dalej niż odległość Ziemia-Słońce. Efekt jest oszałamiający – dla fali o długości 1 milimetra wzmocnienie może sięgać aż 100 milionów razy. Rozdzielczość kątowa takiego „instrumentu” byłaby rzędu 10⁻¹⁰ sekundy łuku, co jest poza zasięgiem jakiegokolwiek teleskopu, jaki kiedykolwiek zbudowaliśmy. Kluczowym wyzwaniem jest precyzyjne ustawienie sondy dokładnie po przeciwnej stronie Słońca niż obserwowany obiekt. To jak trafienie igłą w oddalony ruchomy cel z odległości tysięcy kilometrów.
Czytaj także: Soczewka grawitacyjna wprawiła astronomów w osłupienie. Odkrycie jedno na miliard
Wyścig na kraniec Układu Słonecznego. Wyzwania napędu międzygwiezdnego
Aby przeprowadzić obserwacje, sonda musiałaby dotrzeć na odległość od 650 do 900 jednostek astronomicznych od Słońca. Dla porównania, Voyager 1, najbardziej oddalony obiekt stworzony przez człowieka, znajduje się obecnie około 170 j.a. od Słońca, a podróż tam zajęła mu niemal 50 lat. Tradycyjny napęd chemiczny jest więc całkowicie wykluczony. Slava G. Turyshev z NASA Jet Propulsion Laboratory oszacował, że misja do słonecznej soczewki grawitacyjnej mogłaby wystartować już w latach 2035-2040. Realizacja tego harmonogramu wymagałaby jednak przełomu w technologii napędowej.
Rozważane są dwie główne opcje. Pierwszą są żagle słoneczne – lekkie, gigantyczne struktury, które wykorzystują ciśnienie światła do przyspieszania. Mogłyby one dostarczyć sondę do celu w 25-40 lat, ale wymagałyby niezwykle ryzykownego manewru przelotu ekstremalnie blisko Słońca. Co więcej, ich ładowność jest ograniczona. Drugą, bardziej konwencjonalną, choć wciąż egzotyczną opcją, jest jądrowy napęd elektryczny. Jest cięższy, ale pozwala zabrać więcej instrumentów i oferuje lepszą kontrolę pozycji na miejscu. Połączenie go z napędem termicznym mogłoby skrócić podróż do poniżej 20 lat. Obie technologie są jednak w powijakach, a żadna nie została jeszcze przetestowana w misji międzygwiezdnej. To właśnie ten aspekt budzi najwięcej wątpliwości – czas na rozwój i demonstrację jest bardzo krótki.
Co moglibyśmy zobaczyć. Potencjał naukowy misji
Gdyby się udało, korzyści naukowe byłyby nie do przecenienia. Teleskop o średnicy jednego metra, wyposażony w koronograf, mógłby bezpośrednio obrazować planety podobne do Ziemi z rozdzielczością powierzchniową około 25 kilometrów. To wystarczy, by mapować kontynenty, oceany i układ chmur na egzoplanecie oddalonej o 30 parseków. Dla planety takiej jak Kepler-186f, skalistego świata w strefie zamieszkiwalnej, moglibyśmy po raz pierwszy zobaczyć, jak naprawdę wygląda. Żaden planowany teleskop kosmiczny, nawet w odległej przyszłości, nie oferuje takiej możliwości.
Czytaj także: Soczewkowanie grawitacyjne pomaga astronomom. Zobaczcie obiekt Hamiltona
Aby misja była realna finansowo, NASA rozważa nowatorskie podejście w ramach programu Innovative Advanced Concepts. Chodzi o wykorzystanie roju małych, tanich satelitów produkowanych masowo, autonomiczne zarządzanie przez sztuczną inteligencję oraz start jako ładunek towarzyszący przy większej misji. To mogłoby znacząco obniżyć koszty. Jeśli start ma nastąpić w połowie lat 30., kluczowe technologie napędowe musiałyby być gotowe do demonstracji na początku tej dekady. To ambitny, ale nie niemożliwy scenariusz. Choć sceptycyzm jest tu jak najbardziej na miejscu, sama koncepcja ewoluuje od czysto teoretycznych rozważań do konkretnego projektu inżynieryjnego. W grę wchodzi odpowiedź na jedno z najstarszych pytań ludzkości – czy jesteśmy sami we Wszechświecie. Być może za naszego życia dowiemy się czegoś więcej niż tylko, że gdzieś tam istnieją skaliste planety. Może zobaczymy, jak wyglądają.
