science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Berichten van 's werelds kleinste ruimtesonde

Krediet:CC0 Publiek Domein

's Werelds kleinste ruimtesonde, bedacht bij Menlo Park's visionaire Breakthrough Starshot, naar huis heeft gebeld.

De vliegende computerchip genaamd "Sprite, " zo groot als een Saltine cracker, is gezond, blij en stuurt ons signalen vanuit de baan van de aarde, 400 mijl van huis.

Het is nog een lange weg van waar zijn nageslacht ooit zal reizen:ons naburige sterrenstelsel Alpha Centauri, 24 biljoen mijl afstand. De droom is dat Sprite-achtige ruimtevaartuigen close-upbeelden maken en gegevens verzamelen - misschien zelfs gassen detecteren die door buitenaards leven worden geproduceerd.

De kleine Sprite zou ooit kunnen helpen bij het beantwoorden van de grote vragen van het leven in het heelal:zijn wij alleen? Zijn er bewoonbare werelden? Als, kunnen we ze bereiken?

Dat is een ambitie die de denkkracht en bankrekeningen van zijn weldoeners in Silicon Valley zal belasten, geleid en gefinancierd voor de eerste vijf jaar met $ 100 miljoen geschonken door internetondernemer Yuri Milner. Het bestuur van Breakthrough Starshot bestaat uit Milner, kosmoloog Stephen Hawking van de Universiteit van Cambridge en Facebook-CEO Mark Zuckerberg.

"Maar het is een zeer goede eerste stap. Het is een proof of concept, " zei Breakthrough Starshot-regisseur Pete Worden, voormalig directeur van NASA Ames Research Center, vanuit zijn kantoor aan de legendarische Sand Hill Road in de vallei. "Het is erg spannend."

Wetenschappers weten nu dat planeten net zo gewoon zijn als een goedkoop hotel. De Kepler Space Telescope heeft 2 geïdentificeerd, 337, met ongeveer 50 in de "Goldilocks-zone" - niet te warm of te koud, te groot of te klein. Ze hebben de grootte en vorm van de aarde en draaien rond de warme gloed van sterren zoals onze eigen zon, misschien het leven hosten.

Maar hier is het probleem:het is onmogelijk voor mensen om snel genoeg te reizen, ver genoeg, om deze verre bestemmingen te bereiken.

Om daar te komen, het zou een ruimtevaartuig vereisen dat met een fractie van de snelheid van het licht beweegt. Een enorm schip zou tienduizenden jaren nodig hebben om Alpha Centauri te bereiken. Maar een vloot van kleine Sprite-achtige sondes - als ze licht en klein genoeg zijn - zou misschien kunnen slagen.

De strategie van het project werd naar verluidt uitgestippeld tijdens een bijeenkomst in januari 2016 in Milner's herenhuis op de heuveltop, samen met Worden, UC Santa Barbara-fysicus Philip Lubin, Harvard-astronoom Avi Loeb en anderen.

Hun missie werd slechts enkele maanden later bekrachtigd, door deze verrassende ontdekking van augustus 2016:de aarde heeft een buurman. De exoplaneet Proxima b werd ontdekt voor onze kosmische drempel, in een baan rond Proxima Centauri, de dichtstbijzijnde ster bij onze zon. Beter nog, de planeet zich binnen de zogenaamde "bewoonbare zone" bevindt, " zoals de aarde.

"Deze planeet vinden, Proxima b, was een game-changer, " schreef Milner, die natuurkunde studeerde in Moskou en is vernoemd naar de Russische kosmonaut Yuri Gagarin.

Het kan een vloot van sondes ongeveer 20 jaar kosten om bij Proxima b te komen, dan nog vier jaar om de gegevens en foto's terug naar de aarde te stralen.

Vorige april, het team verzamelde enkele van 's werelds experts aan de Stanford University om de vooruitzichten en uitdagingen van reizen naar Proxima b te bespreken.

Sprite is het geesteskind van Zac Manchester, wiens Kickstarter "KickSat" -campagne aan de Cornell University de eerste fondsen ophaalde om het concept te ontwikkelen. Deze maand, hij sluit zich aan bij de faculteit van Stanford's Department of Aeronautics and Astronautics. Zijn komst op Stanford zal naar verwachting de inspanningen van de chipsatelliet versnellen.

Sprite weegt slechts vier gram, lichter dan een kwart. Het heeft een eigen zonnepaneel, communicatiemogelijkheden en sensoren.

Zulke kleine ruimtevaartuigen zijn mogelijk dankzij de snelle vooruitgang in de halfgeleiderindustrie, volgens Manchester. De meeste functies van een traditioneel ruimtevaartuig kunnen worden geïntegreerd in een apparaat op chipschaal. Sprite is gebouwd met dezelfde apparaten en processen die worden gebruikt in de consumentenelektronica-industrie.

Ruimtevaartuigen zijn steeds kleiner geworden. In het afgelopen decennium, honderden CubeSats ter grootte van 10 centimeter zijn in de ruimte gelanceerd. Manchester's eerste Sprite-inspanning, met ruimtevaartuig ter grootte van een schoenendoos, gelanceerd in 2014, maar viel uit een baan en verbrandde.

Sprite heeft broers en zussen - verschillende Sprites zijn op 23 juni gelanceerd - maar ze zijn incommunicado gegaan. Ze vliegen niet alleen; ze meeliften op twee satellieten.

Het enige dat onderzoekers horen, is het uitzenden van een standaard radiosignaal, zijn batterijen opladen met zonlicht. Eind vorige maand kwam er nieuws over zijn signaal, via een Cornell grondstation. (Amateurs kunnen ook meeluisteren; Manchester's KickSat bood een ontwerp en instructies voor een goedkoop en draagbaar Sprite-ontvangststation. Bestaande uit een handantenne, geluidsarme versterker, goedkope USB-radio-ontvangerdongle, het kan worden gebouwd voor ongeveer $ 200, plus een pc om de software uit te voeren.)

Eventueel, Sprite moet nog kleiner en lichter zijn. Het weegt minder dan een gram, en voorzien zijn van een zeil. Het dragen van zijn eigen brandstof zou te veel gewicht toevoegen.

In principe, zijn zeilen zouden door de ruimte worden geduwd door een laser - of een reeks lasers - die een "wind" van fotonen zou kunnen creëren, gedraagt ​​zich als een gigantische fan. De laser zou 100 miljard watt aan energie leveren, veel krachtiger dan de typische laserpointer van 1 milliwatt. Geregisseerd vanaf de aarde, de laser zou erop gericht zijn het ruimtevaartuig voort te stuwen naar snelheden van 20 procent van de lichtsnelheid. Dat is meer dan 100 miljoen mijl per uur.

Er is nog een andere hindernis:communicatie. Worden zei dat het team zal werken aan het bouwen van een kleine optische laser aan boord die kan draaien, wijzen naar de aarde, en communiceren via laser, geen radio, signalen.

"Het belangrijkste is de communicatie, over honderdduizenden kilometers, "zei hij. "Dat is de uitdaging."

In september, Doorbraak Starshot gaat op zoek naar voorstellen voor een laserapparaat. Tegen volgend jaar, het zal een team organiseren om betere communicatiesystemen te onderzoeken en te ontwerpen.

Dan zouden deze kleine ruimtevaartuigen niet alleen maar "Ik ben hier"-signalen sturen, zoals Sprite vandaag zegt.

In plaats daarvan, ze zouden kunnen zeggen:"Wauw - kijk eens in de buurt!"

©2017 The Mercury News (San Jose, Californië)
Gedistribueerd door Tribune Content Agency, LLC.