Op 16 november, 2019, piloot en auteur Robert DeLaurentis begon aan een ambitieus avontuur. Vertrek vanaf het Gillespie Field in San Diego, hij boog naar Grand Prairie, Texas op de eerste etappe van een expeditie van pool tot pool. Bij elke tussenstop was hij van plan om te praten over STEM-onderwijs, luchtvaartveiligheid en technologie, allemaal met de bedoeling de volgende generatie aan te moedigen en te inspireren.

Het grootste deel van de laadruimte in zijn aangepaste tweemotorige vliegtuig uit 1983, genaamd "Burger van de Wereld, " was uitgerust met extra brandstoftanks voor de lange reis, maar hij had wel ruimte voor een klein apparaat met dank aan onderzoekers van UC Santa Barbara:een ruimtevaartuig op waferschaal (WSS).

De miniatuursatelliet is het werk van natuurkundeprofessor Philip Lubin, ontwikkelingstechnicus Nic Rupert, postdoctoraal onderzoeker Peter Krogen en student Varun Iyer. Het maakt deel uit van het project Starlight, een door de NASA gesteunde poging om een ​​ruimtevaartuig en voortstuwingssysteem te ontwikkelen dat binnen een mensenleven het dichtstbijzijnde extra-zonnestelsel kan bereiken.

Het concept wijkt radicaal af van de conventionele praktijk. De gebruikelijke opstelling is om een ​​ruimtevaartuig met een voortstuwingssysteem te lanceren om het op zijn bestemming te krijgen. Starlight pakt het anders aan:verlaat het omvangrijke voortstuwingssysteem op aarde, en straal de energie naar het ruimtevaartuig met behulp van krachtige lasers.

Dit onconventionele idee stelt wetenschappers in staat om het vaartuig te miniaturiseren tot het punt waarop het kan worden versneld tot een aanzienlijk deel van de snelheid van het licht. Dit zou een reis naar het dichtstbijzijnde sterrenstelsel - Alpha Centauri - verminderen van 100, 000 jaar tot ongeveer 20 jaar.

"Chemie is een doodlopende weg voor interstellaire, "Lubin zei, verwijzend naar conventionele raketstuwstof. Laservoortstuwing moet het ruimtevaartuig in staat stellen snelheden te bereiken die snel genoeg zijn om nabijgelegen sterren te bereiken binnen een nominaal menselijk leven.

Lubin en zijn team erkennen de bredere betekenis van hun project. "Onderdeel van ons programma, hoewel erg technisch, probeert mensen te inspireren over de mogelijkheden van menselijke verkenning, " hij zei.

Dit aspect ging niet verloren op DeLaurentis, die Lubin ontmoette tijdens een bezoek aan Santa Barbara met vriend en collega-piloot Brian Keating, een professor kosmologie aan UC San Diego. "Deze reis gaat over het nemen van het vliegtuig en de piloot tot het uiterste, " zei DeLaurentis, "en ik denk dat dit ruimteschip op wafelschaal onze kennis tot het uiterste drijft, te."

En, zoals DeLaurentis heeft toegevoegd, "Luchtvaart is echt de eerste stap in de richting van de sterren."

Het lab voorzag de piloot van een WSS, die hij Franciscus noemde, na zijn overleden moeder. Het werd aangesloten op een USB-poort en woonde op een van de ramen achter de stoel van de copiloot. "Er zijn foto's gemaakt, het mat hoogte, temperatuur, snelheid, plaats, " hij zei, "en er werd gewoon de hele tijd uit het raam gewezen."

Ruimtevaartuig aan boord, Delaurentis navigeerde zijn weg naar het zuiden vanuit Texas, stoppen in Panama, Colombia, Bolivië en Argentinië. De Citizen of the World stak op 17 december met succes de Zuidpool over. 2019 – de 116e verjaardag van de eerste vlucht van de gebroeders Wright. De doorvoer over zowel de noord- als de zuidpool werd volledig aangedreven door biobrandstof.

Ondanks een gewicht van iets minder dan 1 ¼ ounce, het ruimtevaartuig bevatte een breed scala aan sensoren. Het bevatte een 5 megapixel camera, omgevingslicht detector, GPS-systeem, druk- en vochtigheidssensor, twee thermometers en een inertiële meeteenheid met negen assen. Het team is van plan het ruimtevaartuig in de toekomst nog verder te verkleinen. "We willen een ruimtevaartuig maken dat bijna als een processor kan worden uitgeprint, " zei senior ingenieur Nic Rupert.

Starlight is een langetermijnproject, met een tijdsbestek dat vergelijkbaar is met de ontwikkeling van raketten die begon voor de Tweede Wereldoorlog tot de lancering van Apollo 11. Het kostte tientallen jaren van werk dat niet noodzakelijkerwijs gericht was op het naar de maan gaan om de bemanning van Apollo 11 te landen, zei Lubin. Behalve, overwegende dat de ruimtewedloop werd gedreven door militair onderzoek tijdens de Koude Oorlog, Starlight wordt gedreven door civiel werk in de consumententechnologiemarkt.

De reis van het ruimtevaartuig naar het noorden was veel hectischer. De wereldburger had het geluk dat hij net voor de sluiting van het land in maart uit Italië kon vertrekken. Op dat moment werd de expeditie bijna afgebroken toen COVID-19 Europa trof. Delaurentis en de WSS gingen naar het dichtstbijzijnde land dat nog open was, Spanje, waar hij zes weken in quarantaine doorbracht terwijl de pandemie over het continent raasde.

Toen de beperkingen eenmaal waren versoepeld, het vliegtuig en ruimtevaartuig op weg naar Zweden, waar de reis nog een maand vastliep. Het plan was om naar het Noorse eiland Svalbard te vliegen, maar toestemming zou niet van de Noorse regering komen. onverschrokken, DeLaurentis vloog 11,5 uur, rechtstreeks van Kiruna, Zweden naar Fairbanks, Alaska. Onderweg, piloot, vliegtuig en ruimtevaartuig gingen over de magnetische en geografische noordpolen, evenals de noordpool van ontoegankelijkheid.

Tijdens dat been DeLaurentis kwam onverwachts zonder navigatie of automatische piloot te zitten. Hij was aan alle kanten omringd door vijf uur water, zonder zelfs de sterren om hem te begeleiden tijdens het 24-uurs daglicht van de poolzomer.

Gelukkig functioneerde de tablet van de piloot nog, en hij kon veilig naar Fairbanks navigeren.

Het ruimtevaartuig, echter, dergelijke problemen niet ondervonden. "Onze instrumentatie werkte prima, zelfs over de polen, "zei Iyer. "We hebben ononderbroken GPS- en traagheidsmeetgegevens voor beide vluchten die Robert over de polen hebben gebracht." Dit belooft veel goeds voor de betrouwbaarheid ervan op de lange reis naar Alpha Centauri.

Hoewel de pandemie de hele expeditie dreigde aan de grond te houden, het team zette door, en uiteindelijk gelukt. Citizen of the World landde op 10 augustus weer op Gillespie Field, 2020. De WSS Francis keerde kort daarna terug naar zijn huis in het Lubin Lab, op dat moment downloadde het team alle gegevens die het had vastgelegd op de ingebouwde microSD-kaart.

De onderzoekers hebben de gegevens gebruikt om te begrijpen hoe het vaartuig presteerde. "Het heeft ons op de hoogte gebracht van enkele problemen waarbij het apparaat zichzelf van tijd tot tijd automatisch reset zonder duidelijke oorzaak, " legde Iyer uit, "een probleem dat we niet eerder hadden waargenomen in een laboratoriumomgeving."

Wat betreft de WSS zelf:"Francis heeft haar missie voltooid en alles was een succes, " zei Rupert. "We hebben heel veel geleerd van dit experiment, en vond veel nieuwe manieren om het prototype te verfijnen en te stroomlijnen. Francis is inmiddels met pensioen. Ze heeft een mooi plekje op de plank naast haar broers en zussen."