Slavní vědci plánují misi ke hvězdám

Breakthrough Starshot: slavní vědci plánují misi ke hvězdám

Internetový investor a filantrop v oblasti vědy Yuri Milner spolu s vědcem Stephenem Hawkingem zahajují projekt Breakthrough Starshot, jehož cílem je v rámci jedné generace vyvinout misi ke hvězdám s rychlostí 100 milionů mil za hodinu

Výzkumný a technický program za 100 milionů USD má ambici dokázat správnost konceptu využití světelného paprsku k pohonu několikagramové „nanolodě”, která má dosáhnout 20 procent rychlosti světla. Potenciální přeletová mise by mohla dosáhnout Alfa Centauri přibližně 20 let po svém startu.

Mark Zuckerberg vstupuje do správní rady

K internetovému investorovi a filantropovi v oblasti vědy Yuri Milnerovi se dnes v observatoriu One World připojil renomovaný kosmolog Stephen Hawking, aby spolu oznámili novou Průlomovou iniciativu zaměřenou na prozkoumání vesmíru a hledání života na něm.

Breakthrough Starshot je výzkumný a technický program za 100 milionů USD, jehož cílem je dokázat správnost konceptu pohonu lehkých „nanolodí” dosahujících 20 procent rychlosti světla a zachytávajících snímky možných planet a jiná vědecká data z prostředí našeho nejbližšího hvězdného systému Alfa Centauri už 20 let po svém startu.

Program bude řídit Pete Worden, bývalý ředitel výzkumného centra NASA AMES s pomocí poradního výboru složeného ze světových vědeckých kapacit a techniků. Ve správní radě budou Stephen Hawking, Yuri Milner a Mark Zuckerberg.

Ann Druyan, Freeman Dyson, Mae Jemison, Avi Loeb a Pete Worden byli taktéž přítomni při zveřejnění tohoto oznámení.

Při příležitosti dnešního 55. výročí prvého letu Jurije Gagarina do vesmíru a déle než půlstoletí po prvém letu na Měsíc se mise Breakthrough Starshot připravuje na další velký skok: ke hvězdám.

Breakthrough Starshot

Hvězdný systém Alfa Centauri je od nás vzdálený 25 bilionů mil (4,37 světelných let). I současná nejrychlejší raketa by tak daleko letěla přibližně 30 000 let. Breakthrough Starshot má dokázat, že nanoloď o hmotnosti několika gramů a poháněná světelným paprskem může letět až tisíckrát rychleji. Přístupy ze Silicon Valley tak pronikají do vesmírných výprav a pomáhají využívat mnohé technologické výhody, které vznikly od začátku 21. století.

1. Nanolodě

Nanolodě jsou robotické rakety o hmotnosti několika gramů, které sestávají ze dvou hlavních částí:

• StarChip: Moorův zákon umožnil obrovský pokles velikosti mikroelektronických komponentů. Vzniká tak možnost vytvoření mini-kapsuly vybavené fotoaparáty, fotonovým motorem, zásobou energie, navigací a komunikačním zařízením, a tím zkonstruovat plně funkční vesmírnou sondu.

• Lehká raketa: Pokrok v nanotechnologii produkuje stále tenčí a lehčí metamateriály s příslibem vyvinutí rakety o velikosti několika metrů, tloušťce několika stovek atomů a hmotnosti několika gramů.

2. Světlomet

• Stoupající výkon a klesající cena laserů vedou v souladu s Moorovým zákonem k výraznému pokroku ve využívání světelných paprsků. V současnosti je možné fázované soustavy laserů („světlomety”) potenciálně škálovat až na úroveň 100 gigawattů.

Breakthrough Starshot chce výhody velkovýroby proměnit na astronomické výhody. StarChip je možné produkovat v rámci velkovýroby za cenu jednoho iPhonu a potom ho odeslat na misi v obrovských počtech, které by zajistily hromadné pokrytí. Světlomet je modulární a škálovatelný. Když bude zkonstruován a když dozraje technologie, náklady na každý start by měly klesnout na několik statisíc dolarů.

Cesta ke hvězdám

Fáze výzkumu a vývoje bude podle očekávání trvat několik let. Na to, aby bylo nakonec možné misi na Alfa Centauri uskutečnit, bude potřeba získat finanční objem srovnatelný s největšími vědeckými experimenty současnosti, což by zahrnovalo:

• Vybudování pozemního světlometu o délce několika kilometrů ve vysoké nadmořské výšce a v suchých podmínkách

• Produkci a uskladnění několika gigawatt-hodin energie pro každý start

• Vypuštění „mateřské lodě” s nákladem tisíce nanolodí do vysokého orbitu

• Využití adaptivní optické technologie v reálném čase pro kompenzaci atmosférických vlivů

• Zaměření světlometu na lehkou raketu z důvodu zrychlení jednotlivých nanolodí až na cílovou rychlost během několika minut

• Zohlednění kolizí s mezihvězdným prachem během cesty k cíli

• Zachycení snímků planet a jiných vědeckých dat a jejich zpětné odeslání na Zemi pomocí kompaktního palubního laserového komunikačního systému

•Použití stejného světlometu, který odstartoval nanolodě pro příjem jejich dat v průběhu 4 let.

Tyto a další systémové požadavky představují zásadní technické výzvy, o kterých se dozvíte více na www.breakthroughinitiatives.org. Klíčové konstrukční prvky navrhovaného systému jsou však už dnes dostupné nebo budou za přiměřených okolností na dosah v blízké budoucnosti.

Navrhovaný světelný pohonný systém představuje škálu, která výrazně přesahuje jakýkoliv současný srovnatelný systém. Samotná povaha projektu vyžaduje globální spolupráci a podporu.

Svolení ke startu bude potřebné od všech relevantních vládních a mezinárodních organizací.

Dodatečné možnosti

S rozvojem technologie potřebné k mezihvězdným cestám se objeví další možnosti, jako například:

• Hlubší prozkoumání slunečného systému

• Použití světlometu jako teleskopu o délce několika kilometrů pro astronomická pozorování

• Zachycení asteroidů křižujících Zemi v obrovských vzdálenostech.

Potenciální planety v systému Alfa Centauri

Astronomové s velkou pravděpodobností předpokládají, že v „obyvatelné zóně” systému tří hvězd o názvu Alfa Centauri existují planety podobné Zemi. V současnosti se budují a zdokonalují pozemní a vesmírné vědecké nástroje, které budou brzy schopné identifikovat a charakterizovat planety v okolí blízkých hvězd.

Samostatná Breakthrough Initiative podpoří některé z těchto projektů.

Prostředí otevřenosti a spolupráce

Iniciativa Breakthrough Starshot:

• se zakládá pouze na výzkumu, který spadá do veřejné sféry

• se zavazuje publikovat nové výsledky

• zaručuje plnou transparentnost a otevřený přístup

• je otevřená pro odborníky všech relevantních oblastí, stejně jako pro veřejnost, která může přispívat svými myšlenkami prostřednictvím online fóra.

Seznam vědeckých referencí, publikací a internetové fórum najdete nawww.breakthroughinitiatives.org

Podpora výzkumu

Iniciativa Breakthrough Starshot vytvoří výzkumný grantový program a uvolní další financování na podporu relevantního vědeckého a technického výzkumu a vývoje.

„Příběh lidstva je jeden velký pokrok,” uvedl Yuri Milner, zakladatel iniciativy Breakthrough. „Před 55 lety vyletěl Jurij Gagarin jako první člověk do vesmíru. My se dnes připravujeme na další velký skok – ke hvězdám.”

„Země je skvělé místo, ale možná nám nevydrží navždy,” připomněl Stephen Hawking. „Dříve či později se budeme muset obrátit ke hvězdám. Breakthrough Starshot je prvním vzrušujícím krokem na této cestě.”

„Inspiraci čerpáme z Vostoku, Voyagera, Apolla a ostatních skvělých misí,” řekl Pete Worden, „Je čas začít s mezihvězdnými lety, ale na to, abychom to dokázali, musíme stát pevně při zemi.”

Správní rada projektu Breakthrough Starshot

Stephen Hawking, profesor a ředitel výzkumného centra Dennise Stantona Averyho a Sally Tsui Wong-Averyna Univerzitě v Cambridge

Yuri Milner, zakladatel společnosti DST Global

Mark Zuckerberg, zakladatel a generální ředitel Facebooku

Management a poradní výbor projektu Breakthrough Starshot

• Pete Worden, výkonný ředitel projektu Breakthrough Starshot; bývalý ředitel výzkumného centra NASA Ames Research Center

Před začleněním do nadace Breakthrough Prize byl Dr. Worden ředitelem výzkumného centra NASA Ames Research Center. Byl profesorem astronomického výzkumu University of Arizona. Je uznávaným expertem v oblasti vesmíru a vědy, byl mezinárodním lídrem během budování vztahů mezi vládami a soukromým sektorem. Dr. Worden byl autorem nebo spoluautorem 150 vědeckých statí v oblasti astrofyziky a vesmírných věd. Jako vědecký spoluinvestor se podílel na třech vesmírných misích NASA, poslední z nich bylo zahájení studia slunce přes kosmický spektrograf IRIS (Interface Region Imaging Spectrograph) v roce 2013. Získal ocenění NASA Outstanding Leadership Medal za misi Clementine na Měsíc v roce 1994. Dr. Worden byl v roce 2009 jmenován federálním konsorciem laboratoří (Federal Laboratory Consortium ) „Laboratorním ředitelem roku” a je držitelem inovačního ocenění Arthura C. Clarka za rok 2010.

• Avi Loeb, předseda dozorčí rady nadace Breakthrough Starshot; Harvard University

Avi Loeb je teoretickým fyzikem, který napsal více než 500 vědeckých statí a 3 knihy o astrofyzice a kosmologii, hlavně na téma prvních hvězd a černých děr. Časopis TIME jej vybral jako jednoho z 25 nejvlivnějších osob ve vesmíru. Loeb zastává post profesora věd Franka B. Bairda Jr. na Harvardské univerzitě, kde je vedoucím katedry astronomie, ředitelem Institutu pro teorii a informatiku a ředitelem iniciativy Black Hole Initiative. Je zvoleným členem americké akademie umění a věd (American Academy of Arts & Sciences), americké fyzikální společnosti (American Physical Society) a Mezinárodní astronautické akademie, také členem představenstva Národních akademií oddělení fyziky a astronomie.

• Jim Benford, Microwave Sciences

Jim Benford je prezidentem společnosti Microwave Sciences. Vyvíjí vysoce výkonné mikrovlnné systémy, od koncepcí po hardware. K jeho zájmům patří fyzika zdrojů mikrovln, elektromagnetické vysílání paprsků pro kosmický pohon, experimentální intenzivní částicové paprsky a plazmová fyzika.

• Bruce Draine, Princeton University

Výzkum Dr. Draina zahrnuje studium mezihvězdných médií, zejména mezihvězdného prachu, fotodisociačního prostoru, tlakových vln a fyzikální optiky nanostruktur. V roce 2004 získal cenu Dannie Heinemann Prize za astrofyziku. Je členem Národní akademie věd.

• Ann Druyan, Cosmos Studios

Ann Druyan je americkou autorkou a producentkou zaměřenou na vědeckou komunikaci. Byla kreativní ředitelkou projektu NASA Voyager Interstellar Message a spoluautorkou dokumentárního seriálu Cosmos 1980 PBS, kde účinkoval Carl Sagan (1934-1996), za kterého se vdala v roce 1981. Byla výkonnou producentkou a scénáristkou navazujícího seriálu Kosmos: Vesmírná Odysea (Cosmos: A Spacetime Odyssey), za který získala ceny Emmy a Peabody.

• Freeman Dyson, Princeton Institute of Advanced Study

Freeman Dyson je americkým teoretickým fyzikem a matematikem, známý svou působností v kvantové elektrodynamice, fyzice pevných látek, astronomii a jaderném inženýrství. Je emeritním profesorem Institutu pokročilého studia (Institute for Advanced Study), hostujícím přednášejícím na Ralston College a členem rady sponzorů Bulletin of the Atomic Scientists.

• Robert Fugate, Arctelum, LLC, New Mexico Tech

Dr. Fugate se zabývá výzkumným programem ve fyzice atmosférického přenosu, atmosférické kompenzace s využitím adaptivní optiky s umělou hvězdou (laser guide star). Výzkumný program Dr Fugate obsahuje také vývoj senzorů, přístrojového vybavení a ovládání pozemních teleskopů s velkou aperturou.

• Lou Friedman, Planetary Society, JPL

Lou Friedman je americkým astronautickým inženýrem, představitelem politiky vesmíru a uznávaným autorem. Byl spoluzakladatelem společenství Planetary Society spolu s Carlem Saganem a Brucem C. Murray, nyní je emeritním výkonným ředitelem. Vedl složité projekty v laboratoři JPL, včetně vývoje solárních plachet, misí na Venuši, Jupiter, Saturn, komety a asteroidy a vedl program Mars po misi Viking. V současnosti je poradcem mise NASA – Asteroid Redirect. Podílel se na studiích této mise a výzkumu mezihvězdných médií na institutu vesmírných studií Keck Institute for Space Studies.

• Giancarlo Genta, Polytechnic University of Turin

K profesním zájmům Giancarla Genty patří vibrace, konstrukce vozidel, magnetická ložiska a dynamika rotorových soustav. Byl autorem a spoluautorem více než 50 článků v odborných publikacích a 21 knih. Publikoval zejména v oblasti výzkumu existence mimozemské inteligence (SETI).

• Olivier Guyon, University of Arizona

Dr. Guyon je autorem konstrukcí vesmírných a pozemních astronomických přístrojů podporujících výzkum exoplanet mimo solární systém. Je odborníkem na zobrazovací techniky s vysokým rozlišením (koronarografie, extrémně adaptivní optika) používané při přímém zobrazování a studiu exoplanet.

• Mae Jemison, iniciativa 100 Year Starship

Dr. Mae C. Jemison vede mnohostrannou globální iniciativu 100 Year Starship, jejíž cílem je uplatnit všechny možnosti potřebné k mezihvězdné dopravě člověka za hranice našeho solárního systému k další hvězdě v horizontu 100 let. Dr. Jemison byla šest let astronautkou v NASA a je také první ženou odlišné barvy pleti ve vesmíru. Zaměřuje se na aplikaci nových vesmírných objevů pro zkvalitnění života na Zemi, přičemž čerpá poznatky ze svého předcházejícího působení – byla lékařkou, inženýrkou, vynálezkyní, profesorkou environmentálních studií, obhájkyní vědecké gramotnosti, rozvojovou pracovnicí v Africe a zakladatelkou dvou technických startupů.

• Pete Klupar, technický ředitel projektu Breakthrough Starshot; bývalý technický ředitel výzkumného centra Ames v NASA

Pete Klupar se zabývá nízkonákladovými, vysoce technologickými projekty, zejména v oblasti vesmírných systémů. Vyvinul a vypustil více než 50 misí kosmických lodí. V rámci této oblasti pomohl mnoha firmám, které začínají ve sféře kosmických lodí, vybudovat z podniků se 4 zaměstnanci velké firmy s více než 500 zaměstnanci. Pracoval také ve velkých společnostech, jako jsou Boeing a Space Systems Loral. Byl také přítomen při vládních vesmírných a leteckých programech, v nedávné minulosti v centru Ames v NASA jako technický ředitel. Byl klíčovou postavou při snižování nákladů na vysokotechnologické mise a vyvinul několik vesmírných projektů s přívlastky – rychlejší, lepší, levnější a provozně spolehlivé.

• Geoff Landis, SA Glenn Research Center

Geoff Landis je americký vědec pracující na výzkumu planet, mezihvězdné dopravy a moderní technologie vesmírných misí. Landis vlastní devět patentů, hlavně v oblasti vylepšení solárních článků a fotovoltaických přístrojů. Přednášel a připomínkoval v oblasti možností mezihvězdné dopravy a výstavby základen na Měsíci, Marsu a Venuši. Je také členem Institutu NASA pro vyspělé koncepce.

• Kelvin Long, Journal of the British Interplanetary Society

Kelvin Long je fyzik, autor a výkonný ředitel Iniciativy pro mezihvězdné studie. V oblasti aeronautiky pracoval přibližně patnáct let a specializuje se na oblast mezihvězdných letů s důrazem na vyspělé koncepce pohonu.

• Philip Lubin, University of California, Santa Barbara

Philip Lubin je profesorem fyziky na Univerzitě v Santa Barbara a jeho výzkumné aktivity se soustřeďují na oblast experimentální kosmologie, na radiační pozadí (spektrum, anizotropie a polarizace), satelity, balónové a pozemní studie raného vesmíru, základní omezení detekce, směrování energetických systémů a infračervenou a dalekou infračervenou astrofyziku.

• Zac Manchester, Harvard University

Zac Manchester je výzkumný pracovník a aeronautický inženýr o širokém záběru v oblasti dynamiky a kontroly s vášní pro zpřístupnění letů do vesmíru. Jeho koníčkem je využívaní zabudované elektroniky a výpočtů při budovaní menších, inteligentnějších a agilnějších vesmírných lodí. V roce 2011 založil projekt KickSat a pracoval také na výrobě bezpilotních vzdušných plavidel a na několika menších vesmírných misích.

• Greg Matloff, New York City College of Technology

Greg Matloff je emeritním profesorem na NYC College of Technology. Je odborníkem na hlubokovesmírný pohon. Matloff je členem Britské meziplanetární společnosti, má titul Hayden Associate Amerického přírodovědného muzea a je také přispívajícím členem Mezinárodní akademie astronautiky. NASA využívá jeho průkopnický výzkum v oblasti technologií solárních raket při plánování dodatečných solárních sond a při zvažování technologií odklánění asteroidů ohrožujících Zemi. Byl také hostujícím profesorem na univerzitě v italské Sieně.

• Claire Max, University of California, Santa Cruz

Profesorka astronomie a astrofyziky na Kalifornské univerzitě v Santa Cruz a děkanka Kalifornské univerzity. Claire Max se proslavila zejména v oblasti adaptivní laserové optiky referenční hvězdy jako způsobu snižování optických zkreslení snímků z turbulentní atmosféry. Svou práci začala ve skupině JASON, ke které se připojila v roce 1983 jako první žena. Spolu s kolegy ze skupiny JASON rozvíjela myšlenku použití umělé laserové referenční hvězdy žluté barvy vyzařované sodíkovými atomy ke korekci astronomických snímků. Kromě toho, že pokračuje ve vývoji této technologie v Centru pro adaptivní optiku, dokázala nyní využít adaptivní optiku v největších optických teleskopech na světě, potřebných ke studiu osudu supermasivních černých děr v jádru kolidujících galaxií bohatých na plyn. Je členkou Národní akademie věd a Americké akademie umění a věd, byla také oceněna Weberovou cenou Americké astronomické společnosti za instrumentaci, získala medaili Jamese Madisona od Princetonské univerzity a také ocenění E. O. Lawrence z katedry energetiky.

• Kaya Nobuyuki, Kobe University

Kaya Nobuyuki je proděkanem strojní fakulty japonské Univerzity v Kobe. Nobuyuki předvedl mnoho pozemních a vesmírných ukázek. Spolu s mezinárodním týmem z Japonska a z Evropské vesmírné agentury úspěšně testoval mikrovlnné ovládání paprsků SPS (vesmírná solární energie) s využitím suborbitální rakety od ISAS (Institut vesmírných a astronautických věd) a tří dceřiných satelitů vytvářejících velkou síť: tento pokus je znám pod názvem „Furoshiki” experiment. Klíčovou roli sehrál také při ukázce solárního bezdrátového přenosu jako součásti orbitální elektrárny.

• Kevin Parkin, Parkin Research

Dr. Kevin Parkin je britský vědec známý zejména díky své mikrovlnné termální raketě. V roce 2005 získal medaili Korolev od Ruské federace astronautiky a kosmonautiky. V roce 2007 založil Dr. Parkin v NASA Ames Centrum plánování misí, pro které vyvinul softwarovou architekturu. V minulosti vytvořil také software ICEMaker využívaný týmem X při projektech vesmírných lodí v laboratoři proudového pohonu v NASA a v několika dalších organizacích. Od roku 2012 do roku 2014 byl hlavním odborníkem a technikem projektu, který vybudoval a vypustil první termální raketu poháněnou milimetrovými vlnami.

• Mason Peck, Cornell University

Peck se ve svém akademickém výzkumu zaměřuje na vývoj technologie pro nízkonákladové vesmírné mise, zejména v oblasti pohonu, navigace a ovládání. V minulosti byl hlavním technologem v NASA. Déle než 20 let úzce spolupracoval s americkým aeronautickým průmyslem, v rámci kterého zastával technické pozice ve společnosti Boeing a Honeywell a byl konzultantem pro vesmírnou technologii. Peck publikoval články o mikroskopických kosmických lodích, pohonu další generace, nízkoenergetické vesmírné robotice a dynamice vesmírných letů. Je spoluautorem tří knih o planetárním výzkumu a mechanismech kosmických lodí.

• Saul Perlmutter, laureát Nobelovy ceny a ceny Breakthrough Prize, UC Berkeley and Lawrence Berkeley National Laboratory

Saul Perlmutter je americký astrofyzik z národní laboratoře Lawrence Berkeley a profesor fyziky na Kalifornské univerzitě v Berkeley. Je členem Americké akademie umění a věd, Americké asociace věd a Národní akademie věd. Perlmutter se s Brianem P. Schmidtem a Adamem Riessem dělí o cenu Shaw Prize za astronomii z roku 2006, o Nobelovu cenu za fyziku z roku 2011 a o cenu Breakthrough Prize v oblasti fundamentální fyziky za rok 2015 za důkaz, že expanze vesmíru se zrychluje.

• Martin Rees, Královský astronom

Lord Martin Rees je britský kosmolog a astrofyzik. Od roku 1995 je Královským astronomem, v letech 2004 až 2012 byl děkanem Trinity College v Cambridge a od roku 2005 do roku 2010 byl prezidentem Královské společnosti. Kromě vědecké činnosti se Rees věnoval také problémům a výzvám 21. století a propojení vědy, etiky a politiky. Je členem Rady Institutu pro další studium v Princeton, IPPR, oxfordské Martin School a Gates Cambridge Trustu. Je spoluzakladatelem Centra pro studium existenčního rizika a členem vědeckého poradního výboru Institutu pro život v budoucnosti. Lord Rees se zabýval průniky gama paprsků a tím, jak skončil „temný kosmický věk”, když se vytvořily první hvězdy. Lord Rees je autorem knih o astronomii a vědě pro veřejnost, které často přednáší osobně nebo prostřednictvím masmédií.

• Roald Sagdeev, University of Maryland

Roald Sagdeev je uznávaným emeritním profesorem na univerzitě v Maryland. Doktorský titul získal v roce 1966 na moskevské státní univerzitě. V minulosti pracoval 15 let ve funkci ředitele Institutu vesmírného výzkumu, moskevského centra ruského programu vesmírného výzkumu, ve kterém má v současnosti pozici emeritního ředitele. Před zapojením do sovětského programu vesmírného výzkumu pracoval v oblasti nukleárních věd, kde získal mezinárodní uznání za práci v oblasti chování horké plazmy a kontrolované termonukleární fúze. Je členem Národní akademie věd, Královské švédské akademie, společnosti Maxa Plancka a Mezinárodní akademie aeronautiky.

• Ed Turner, Princeton University, NAOJ

Ed Turner je profesorem astrofyziky na Princetonské univerzitě. Dlouhá léta pracoval v oblasti teoretické a praktické astrofyziky a publikoval více než 200 výzkumných článků na téma binárních galaxií, skupin galaxií, velkých struktur, temné hmoty, kvazarů, gravitačních čoček, kosmického rentgenového pozadí, kosmologické konstanty, exoplanet a astrobiologie – často ve všech těchto oblastech s důrazem na statistické analýzy. Na Princetonské univerzitě vyučuje kurzy kosmologie, astrobiologie a mediální popularizace vědy a od roku 1992 je členem univerzitního výboru pro statistické studie. Dodatečné informace www.breakthroughinitiatives.org.

Fotografie, videa a materiály z dnešní tiskové konference jsou pro média k dispozici ke stažení prostřednictvím níže uvedeného odkazu. Obsah bude doplněn v průběhu dne.

Odkaz: www.image.net/breakthroughstarshot

Napsat komentář