34

Breakthrough Starshot ma nas przybliżyć do gwiazd. Dosłownie – mowa o locie do Alfa Centauri

Breakthrough Starshot to projekt, który miał wczoraj konkurencję w mediach naukowo-technologicznych. Oczy jednych zwrócone były w kierunku premiery HTC, inni obserwowali konferencję Facebooka. Ale oba te wydarzenia bledną, gdy zestawi się je z kosmicznym (dosłownie i w przenośni) projektem Jurija Milnera. Zainicjował on program wysłania chmary sond w kierunku gwiazd leżących najbliżej Układu Słonecznego. Najbliżej, czyli 40 bilionów kilometrów...

12 kwietnia to nie przypadek

Impreza, podczas której ogłoszono start programu Breakthrough Starshot odbyła się w Nowym Jorku, a data nie była dziełem przypadku. Część z Was zapewne zdaje sobie sprawę z tego, że wczoraj mieliśmy kolejną rocznicę misji Wostok 1, pierwszego lotu człowieka w kosmos. Już 55 lat minęło od chwili, gdy Jurij Gagarin wystartował z kosmodromu Bajkonur i przebywał jako pierwszy człowiek w historii w przestrzeni kosmicznej. Nie trwało to długo, niecałe dwie godziny, a Gagarin nie miał wpływu na to, co działo się ze statkiem, sterowano nim z Ziemi. Mimo to, jego nazwisko zapisało się wielkimi literami w historii naszej cywilizacji

Ta historia jest tak rozbudowana i ciekawa, że może posłużyć za materiał do napisania kilkudziesięciu książek. Ważne jest to, co działo się przed misją, jak zainicjowano radziecki program kosmiczny, jak dobierano ludzi do wspomnianego lotu, jak utrzymywano misję w tajemnicy. Intryguje to, jak wyglądał sam lot, co musiał czuć Gagarin, który mógł obserwować Ziemię z nowej perspektywy, co działo się krótko po zakończeniu lotu. Niezwykle ciekawa jest też późniejsza „gagarinomania”. Kosmonauta został bohaterem o globalnej sławie, dla niektórych stał się półbogiem. Jest to jednak historia bez szczęśliwego zakończenia: Gagarin zginął w katastrofie lotniczej kilka lat po swoim wielkim locie. Od tego wypadku niebawem minie pół wieku. Ale świat o Gagarinie nie zapomina – m.in. za sprawą innego Jurija i jego Breakthrough Starshot.

Jurij Milner i jego miliony

Jurij Milner zebrał w Nowym Jorku przedstawicieli nauki, mediów i biznesu, by w rocznicę lotu Gagarina ogłosić, iż zamierza wykonać kolejny wielki krok na kosmicznej ścieżce. Rosyjski miliarder nosi ponoć imię właśnie na część radzieckiego kosmonauty, więc jakaś ciągłość została zachowana…

Nim przejdę do szczegółów projektu, warto napisać, kim właściwie jest Milner. To miliarder i naukowiec w jednym. Wykształcenie zdobywał jeszcze w Związku Radzieckim (studiował fizykę na Uniwersytecie Moskiewskim), ale gdy nastał czas przełomu politycznego i gospodarczego w tym kraju, postanowił zająć się biznesem. Dokształcał się w Stanach Zjednoczonych, potem trafił pod skrzydła Michaiła Chodorkowskiego. Jeszcze w latach 90. XX wieku zainteresował się rozwojem Internetu i zaczął działać na tym polu. Początkowo na rynku rosyjskim, potem skala inwestycji urosła do globalnej.

Milner zainwestował m.in. w Facebooka, Twittera, Groupona, Xiaomi, Alibabę, Zyngę, Spotify, a owe inwestycje zwróciły się z nawiązką, Rosjanin stał się miliarderem. Jednocześnie też osobą poważaną w branży – powtarza się, że ma nosa do biznesu, docenia się jego wykształcenie oraz działalność filantropijną. Tak, ta ostatnia ma spore znacznie: w roku 2012 miliarder ustanowił Breakthrough Prize i to w trzech kategoriach: Fundamental Physics, Life Sciences oraz Mathematics. Nagroda wynosi 3 miliony dolarów i przyznano ją już wielokrotnie. Milnerowi udało się nakłonić innych miliarderów do wspierania tej inicjatywy. Na tym jednak nie kończy się „sypanie milionami”.

W połowie 2015 roku opisywałem inicjatywę o nazwie Breakthrough Listen. Ogłoszono ją 20 lipca, w rocznicę lądowania człowieka na Księżycu. Milnerowi towarzyszył m.in. Stephen Hawking, który miał firmować wydarzenie swoim nazwiskiem.

Budżet projektu ma wynieść 100 mln dolarów, suma zostanie rozłożona na 10 lat. Cel? Przeszukiwanie kosmosu w celu znalezienia śladów życia. Część sumy zostanie przeznaczona na stworzenie odpowiedniej infrastruktury, część wpadnie do kieszeni naukowców biorących udział w projekcie, część ma umożliwić korzystanie z potężnych radioteleskopów: australijskiego, ulokowanego w Parkes Observatory oraz amerykańskiego Radioteleskop Green Bank. Do tej pory ludzie zainteresowani wykorzystywaniem tych narzędzi w celu szukania innej cywilizacji mieli problem, ponieważ finansowo było to poza ich zasięgiem. Pieniądze Milnera zmieniają sytuację.

Wczoraj Milner znowu poinformował o otwarciu portfela.

Breakthrough Starshot, czyli rewolucja

Wyobraźcie sobie taką scenę: facet staje przy mównicy i stwierdza: lecimy do Alfa Centauri. Opcji jest kilka: to kabareciarz, wariat albo scenarzysta w studio filmowym. Wszak mowa o wyprawie, która przerasta nasze możliwości.

Alfa Centauri to gwiazda wielokrotna położona najbliżej Układu Słonecznego. Innymi słowy: najbliższa nam gwiazda, jeśli nie liczymy Słońca. Najbliższa, ale oddalona od Ziemi o… ponad cztery lata świetlne. Mniej więcej 40 bilionów kilometrów. Dla porównania napiszę, że średnia odległość między Ziemią a Księżycem to ponad 380 000 km. Widać różnicę, prawda? Widać, ale nadal trudno ją sobie wyobrazić – to skala, która człowiekowi jest obca. Gdyby ludzkość chciała dotrzeć do Alfa Centauri stosując nawet najszybszy dostępny obecnie napęd, to podróż trwałaby kilkadziesiąt tysięcy lat. Niewykonalne. Nawet teoria wysiada.

Tymczasem Milner i Hawking mówili wczoraj całkiem poważnie o wyprawie w tamtym kierunku. Breakthrough Starshot nie zakłada jednak, że dotrze tam człowiek (trudno stwierdzić, czy kiedykolwiek będzie to możliwe) albo pokaźnych rozmiarów bezzałogowy statek kosmiczny. W kierunku układu złożonego z trzech gwiazd ma być wystrzelona flota niewielkich sond nowej generacji. Umownie nazwano je StarChip i od wczoraj jest o nich naprawdę głośno.

Sondy byłyby mniejsze od telefonu komórkowego, rozmiarem przypominałyby raczej znaczek pocztowy. Ich masa nie przekraczałby jednego grama. Urządzenie powinno być wyposażone w kamerę, zestaw czujników, sprzęt do nawigacji oraz komunikacji, a także w źródło zasilania dla całej tej aparatury. Należy zaznaczyć, że StarChip póki co nie istnieje. Zdaniem Milnera i spółki, może jednak powstać, bo ludzkość doszła już do tego etapu w swoim rozwoju.

Dlaczego sonda ma być tak mała? Dlaczego twórcom Breakthrough Starshot zależy na tym, by stworzyć niewielką sondę? Przecież to stwarza same problemy: zagraża jej nawet ziarnko piasku uderzające w układ, a skupienie wszystkich elementów na niewielkiej powierzchni może wywołać masę problemów. Rozmiar ma jednak znaczenie – tylko tak mały sprzęt uda się rozpędzić do wielkich prędkości.

Sondy, cała ich ławica, miałyby zostać dostarczone w przestrzeń kosmiczną w „tradycyjny” sposób, tam rozwinięty zostałby… żagiel słoneczny. Tak, każda sonda posiadałby taki komponent. Idea zastosowania tego rozwiązania w podnóżach kosmicznych nie jest nowa, więcej na ten temat przeczytacie np. w tym tekście.

No dobra, jest mini sonda, jest jej ultralekki i ultracienki żagiel – co teraz? Słońce nie rozpędzi tego zestawu, jest zbyt „słabe”. Zrobi to człowiek. Z Ziemi. Na powierzchni naszej planety miałoby się pojawić pole „usłane” laserami. W jednej chwili wytworzyłyby one wiązkę o mocy 100 gigawatów i uderzyły nią w żagiel. Ten „podmuch” miałby rozpędzić zestaw do prędkości równej 1/5 prędkości światła. Tak, do około 60 tysięcy km/s. Proste? Nie dziwi, że ludzie, którzy mówią o tym projekcie nazywają go rewolucją albo szaleństwem – to pomysł, który ma niewiele wspólnego z rozwiązaniami stosowanymi dzisiaj w eksploracji kosmosu.

Dwie dekady i docieramy do Alfa Centauri

Po wystrzeleniu, flota mogłaby dotrzeć do układu gwiazd w ciągu około 20 lat. Podkreśla się jednak, że ważniejszy od celu podróży jest jej przebieg. Ławica sond przemierzałaby przestrzeń kosmiczną, dokumentowała to i wysyłała na Ziemię informacje. Do ich odbierania miałaby posłużyć instalacja laserowa użyta do wystrzelania sond. Lasery zmieniłyby zastosowanie i z „armat” stałyby się odbiornikami. Ostatecznie flota przeleciałaby obok wspomnianych gwiazd, ale nie trwałoby to długo – na zrobienie zdjęć i zebranie danych byłoby raptem kilka godzin. Potem sprzęt poleciałby dalej.

Możliwe, że w trakcie tej wyprawy ludzkość w końcu natrafiłaby na jakąś formę życia poza Ziemią. I nie musiałoby to nastąpić podczas spotkania z planetą – przecież nośnikiem tego świętego Graala astronautyki mogłoby być mniejsze ciało, np. kometa. Brzmi fantastycznie i pobudza wyobraźnię, ale pojawia się ważne pytanie: czy to jest w ogóle możliwe?

Wyzwań jest mnóstwo

Jeszcze kilka dekad temu komputery były olbrzymie, dzisiaj mieszczą się w naszych kieszeniach. Załóżmy, że ta miniaturyzacja będzie postępować i uda się stworzyć sondę wielkości znaczka pocztowego – czy to zamyka tę kwestię? Poważną rolę odegra tu pewnie zasilanie – co zrobić, by sonda mogła funkcjonować i przesyłać dane z takiej odległości? A jeśli uda się to osiągnąć, to czy przynajmniej kilku (jednej?) sondzie uda się pokonać całą trasę bezkolizyjnie i nadać stamtąd komunikat?

Nim zaczną się rozważania na temat dostarczania danych, warto zadać inne pytanie: czy uda się stworzyć tak potężne „działo laserowe”? Podkreśla się, że jego potrzeby energetyczne byłyby olbrzymie, przy polu, na którym powstałaby instalacja, musiałyby też powstać potężne źródła zasilania, pewnie elektrownie atomowe. Warto przy tym dodać, że wiązka nie pochodziłaby z jednego urządzenia – opisując tę instalację przywołuje się superkomputer, który nie składa się z jednego superprocesora, lecz z układu wielu rdzeni. Podobnie miałoby być z laserem: całym pakietem laserów, które musiałyby współgrać.

Warto dodać, że przeszkodę w sprawnym funkcjonowaniu takiej instalacji stanowiłaby atmosfera ziemska. Aby ominąć tę naturalną barierę lasery mogłyby operować z przestrzeni kosmicznej, mówi się np. o Księżycu. To jednak wymaga jeszcze dalej idących badań i inwestycji. Taki projekt dzisiaj wydaje się totalnie oderwany od rzeczywistości. Pojawia się też istotna wątpliwość: czy społeczność międzynarodowa, konkretne państwa zgodzą się, by powstało coś, co może posłużyć jako broń i zostać wykorzystane do strącania satelitów albo niszczenia miast? Kto miałby to finansować i tym zarządzać?

Jurij Milner zamierza wyłożyć 100 mln dolarów na zainicjowanie projektu. Ale sam podkreśla, że te pieniądze (przekazywane w formie grantów) to kropla w morzu potrzeb. Mają raczej pomóc w odpowiedzi na pytanie, czy ten plan jest możliwy w realizacji. Kontynuowanie prac nad Breakthrough Starshot wymagałoby miliardów dolarów i szeroko zakrojonej współpracy międzynarodowej.

Żeglarze też byli uznawani za szaleńców

Problemów do rozwiązania jest cała masa. Ale Milner zgromadził wokół siebie grono specjalistów, które swoimi nazwiskami i osiągnięciami legitymizuje ten szalony plan. Mówi się o współpracy z agencjami kosmicznymi i państwami. A radę czuwającą nad realizacją projektu tworzą Milner, Hawking i… Zuckerberg. Tak, szef Facebooka chce być blisko Breakthrough Starshot. Może odwdzięcza się Rosjaninowi, który kiedyś w niego uwierzył i zainwestował pieniądze pomagając tym samym stworzyć imperium? A może Zuckerbeg pozazdrościł Elonowi Muskowi, który już teraz uznawany jest za geniusza i wizjonera, a mówi „tylko” o wyprawie na Marsa. Realizacja Breakthrough Starshot uczyniłaby członków rady nieśmiertelnymi. Dołączyliby do panteonu, w którym jest już m.in. Gagarin.

Jeżeli projekt okaże się niewykonalny, to nie będzie to równoznaczne z klęską – przecież te sto milionów dolarów może pchnąć badania do przodu. Może Milner i Zuckerberg przyciągną innych bogaczy i nauka będzie mocniej finansowana? Nie uda się wystrzelić sond w kierunku Alfa Centauri, ale możliwe będzie skrócenie misji w Układzie słonecznym, czas lotu do innych planet skróci się z lat do miesięcy. Może będzie to naprawdę mądrze i dobrze zainwestowane sto milionów dolarów?

A gdyby tak założyć, że projekt uzyska wsparcie i okaże się wykonalny, to za pół wieku ludzkość mogłaby dotrzeć do innej gwiazdy. Brzmi nieprawdopodobnie, może sporo w tym szaleństwa, ale osoby stojące za projektem podkreślają, że kilkaset lat temu żeglarzy odkrywających nowe lądy też uznawano za szaleńców…