În luna aprilie, o echipă de oameni de știință, din care face parte şi Stephen Hawking, a anunțat lansarea unui nou proiect de explorare a spațiului interstelar, denumit Breakthrough Starshot, care presupune utilizarea laserelor pentru propulsarea unor nanonave spațiale de mărimea unui timbru poștal până la Alpha Centauri, cel mai apropiat sistem stelar de Sistemul Solar.

Nanonavă spaţialăNanonava spaţială. Credit: Breakthrough/YouTube

Dacă nanonavele spaţiale vor atinge o viteză de 20% din viteza luminii, atunci ele ar putea ajunge la Alpha Centauri în doar 20 de ani. Vor rezista însă 20 de ani componentele electronice având în vedere condiţiile extreme din spaţiul cosmic?

Aşa cum au recunoscut cercetătorii de la NASA și de la KIST (Korea Institute of Science and Technology), problema principală cu care se confruntă proiectul Breakthrough Starshot este radiaţia cosmică.

La fel cum corpul astronauţilor este afectat de radiațiile de mare energie provenite din spaţiu, stratul de dioxid de siliciu din cipul pe bază de siliciu de pe nanonava spaţială poate fi deteriorat, ceea ce înseamnă că componentele electronice nu vor mai funcţiona cu mult timp înainte ca nanonava spaţială să ajungă la destinaţie.

Care ar putea fi soluția la această problemă?

Aşa cum au sugerat oamenii de ştiinţă implicaţi în proiectul Breakthrough Starshot, s-ar putea alege o traiectorie pentru nanonava spaţială care să reducă la minimum expunerea acesteia la radiațiile cosmice. Din păcate, astfel se măreşte durata misiunii şi oricum nu se poate garanta buna funcţionare a componentelor electronice, deoarece chiar şi o cantitate minimă de radiaţii poate provoca deteriorarea acestora.

De asemenea, s-ar putea ecrana componentele electronice pentru a reduce daunele provocate de radiaţia cosmică, dar astfel masa nanonavei spaţiale se va mări şi, din nou, durata misiunii va creşte, deoarece vehiculul spaţial va fi încetinit în drumul său către Alpha Centauri.

Oamenii de ştiinţă cred că cea mai bună soluţie ar fi utilizarea unui cip pe bază de siliciu special conceput pentru ca acesta să fie capabil să-şi repare, în mod automat, daunele provocate de radiațiile cosmice. Ei susţin că prin utilizarea unui tranzistor special, experimental, pe bază de nanofir (în engleză nanowire), dezvoltat de cercetătorii de la KIST, s-ar putea utiliza curentul electric pentru a încălzi cipul din nanonava spaţială, ceea ce ar avea ca efect remedierea unor defecţiuni majore datorate expunerii la radiaţii.

Ideea este ca alimentarea cu energie electrică a cipului din nanonava spaţială să fie oprită după câțiva ani, în timpul călătoriei, pentru ca prin încălzirea tranzistoarelor să se remedieze eventualele defecte provocate de radiațiile cosmice. După reparaţie, cipul ar urma să fie realimentat cu energie.

Testarea în laborator a tranzistorului cu nanofir a evidenţiat faptul că prin încălzire o memorie flash poate fi recuperată de aproximativ 10.000 de ori, iar o memorie DRAM de până la 10^12 ori.

Deși, deocamdată, aceasta este doar o soluție ipotetică pentru aplicațiile spațiale, rezultatele acestei cercetări urmând să fie verificate şi de alţi oameni de ştiinţă, echipa proiectului Breakthrough Starshot afirmă că această tehnică ar putea fi utilizată în cazul misiunilor spaţiale de lungă durată.

Desigur, asigurarea funcţionarii componentelor electronice reprezintă doar una dintre problemele cu care se confruntă proiectul Breakthrough Starshot.

Pentru a ajunge intacte la Alpha Centauri, nanonavele spațiale trebuie să facă faţă coliziunilor cu gazul și particulele de praf din spațiul cosmic.

La începutul anului, cercetătorii din cadrul proiectului Breakthrough Starshot au efectuat o serie de experimente menite să evalueze aceste riscuri și s-a constatat că impactul cu praful cosmic poate fi catastrofal, ceea ce înseamnă că nanonava spaţială necesită ecranare.

Mai sunt necesare şi alte cercetări înainte ca această misiune uimitoare să devină realitate, astfel  încât nu ne rămâne decât să urmărim în continuare activitatea cercetătorilor.

Puteţi urmări mai jos un clip video despre proiectul Breakthrough Starshot.

Sursă: Science Alert