למרות כמה רחוק הגענו בחקר החלל, דבר אחד שעדיין מעכב אותנו ממסע בין כוכבי הוא החללית האיטית שלנו. בעוד אנו מסוגלים להניע חלקיקים קרוב למהירות האור במעבדה, אנו נאבקים אפילו להאיץ את החלליתמעבר ל-3 אחוז מזה.עם הטכנולוגיה הנוכחית שלנו, ההערכה היא שייקח לבני אדם בערך חמישה חודשים להגיע.
אבל מדען נאס"א פיליפ לובין עובד על מערכת שבה לייזרים מניעים חלליות עם מפרשי ענק לכוכב האדום תוך שלושה ימים בלבד. הרבה כמוהמפרש הסולארי המהולל של ביל ניי, מערכת 'הנעה פוטונית' זו מסתמכת על התנע של פוטונים - חלקיקי אור - כדי להתקדם. אבל במקום פוטונים מקרני השמש, התכנון של לובין יקבל דחיפה על ידי לייזרים ענקיים מבוססי כדור הארץ.
זה נשמע די מופרך, אבל בסרטון עבור NASA 360, מסביר לובין כי הטכנולוגיה זמינה מאוד, וכי ניתן להגדיל את המערכת בקלות.
"יש התקדמות לאחרונה שלוקחת את זה ממדע בדיוני למציאות מדעית,"מסביר לובין."אין סיבה ידועה מדוע איננו יכולים לעשות זאת".
אבל בואו נזוז שניה אחורה ונבדוק איך המערכת פועלת. כרגע, כשאנחנו משגרים חללית, הדחף מגיע משריפת חומר כימי, כמו דלק רקטות. לא רק שמקור הדלק הזה מכביד על חלליות, זו גם מערכת לא יעילה להפליא בהשוואה לתאוצה אלקטרומגנטית, שהיא השימוש באור או בקרינה אלקטרומגנטית אחרת כדי להאיץ עצמים.
"האצה אלקטרומגנטית מוגבלת רק על ידי מהירות האור בעוד שמערכות כימיות מוגבלות לאנרגיה של תהליכים כימיים."כותב לובין במאמר על הטכנולוגיה.
אבל בעוד שההאצה האלקטרומגנטית במעבדה פשוטה יחסית, היא דורשת הרבה ציוד מסובך ויקר - כמו טבעת המגנטים המוליכים-על המרכיבים את מאיץ ההדרון הגדול - ולא היה קל להגדיל אותו לגודל הנדרש עבור מסע בחלל.
מערכת הנעה מועמדת אחת, המכונהכונן EM ה'בלתי אפשרי', זכה לתשומת לב רבה על השגת האצה אלקטרומגנטית לכאורה, אבל מדעני נאס"א עדיין לא הצליחו להבין איך זה עובד, או להוכיח שלא מדובר בחריגת ניסוי.
הנעה פוטונית, לעומת זאת, עובדת בתיאוריה, ללא קשר לקנה המידה, מה שהופך אותה למועמדת קיימא יותר.
אז איך פוטונים פועלים כדי להניע משהו גדול כמו חללית? למרות שאין להם מסה כלשהי, לחלקיקי האור יש גם אנרגיה וגם תנע, וכאשר הם משתקפים מעצם, המומנטום הזה מועבר לדחיפה קטנה. עם מפרש גדול ומחזיר אור, אפשר לייצר מספיק מומנטום כדי להאיץ בהדרגה חללית.
אמנם לובין והצוות שלו עדיין לא ניסו את המערכת שלהם,החישובים שלהם מראיםשהנעה פוטונית יכולה להביא כלי שייט רובוטי במשקל 100 ק"ג למאדים תוך שלושה ימים בלבד.
כלי שייט גדול יותר, כמו הסוג שבני אדם עשויים לנסוע בה, ייקח בערך חודש להגיע לשם - חמישית מהזמן שזה ייקחמערכת שיגור חלל(SLS), הרקטה החזקה ביותר בעולם שמפותחת כעת כדי לקחת אותנו למאדים.
גם לובין מסבירשב-10 הדקות שייקח להכניס את ה-SLS למסלול, הנעה פוטונית יכולה להניע חללית למהירות בלתי ידועה של 30 אחוז ממהירות האור - והיא גם תשתמש בכמות דומה של אנרגיה כימית (50 עד 100 ג'יגה וואט) לעשות זאת.
אבל היתרון האמיתי של הנעה פוטונית מגיע למרחקים ארוכים יותר, שבהם לחללית יש יותר זמן להאיץ, ובסופו של דבר עשויה להוציא אותנו אל מחוץ למערכת השמש שלנו ולכוכבים שכנים.
שיהיה ברור, המערכת לא נועדה לשלוח בני אדם למרחקים בין כוכביים - קודם כל,רובוטים מצוידים הרבה יותרלמשימה הזו, ושנית, נהיה כבדים מדי. במקום זאת, לובין מציע חללית דקיקה שיכולה להתקרב למהירות האור.
אבל שולחים משלנולמערכות השמש הרחוקות האלה - במיוחד אלה שעשויות להכיל כוכבי לכת שניתן למגורים - עדיין יהיו ענקיות.
"הגורם האנושי של חקר הכוכבים והכוכבים החיצוניים הקרובים ביותר יהיה מסע עמוק עבור האנושות, כזה שההשלכות הלא מדעיות שלו יהיו עצומות."כותב לובין. "הגיע הזמן להתחיל את המסע הבלתי נמנע הזה מעבר לביתנו."
לובין והצוות שלו קיבלו בשנה שעברה מענק הוכחת קונספט מנאס"א כדי להראות שניתן להשתמש בהנעה פוטונית למסע בחלל, אז כדאי שנתחיל לראות כמה תוצאות מהחיים האמיתיים בקרוב. בואו נקווה שהמציאות עומדת בהייפ, כי אנחנו די נרגשים.
למידע נוסף ב-סרטון נאס"א 360:
