Breakthrough Initiatives

Breakthrough Initiatives (pol. Przełomowe Inicjatywy) – zapoczątkowany w 2015 roku program badań naukowych i technologicznych, finansowany przez rosyjskiego biznesmena Jurija Milnera, którego celem jest badanie Wszechświata, poszukiwanie naukowych dowodów na istnienie życia poza Ziemią i wspieranie debaty publicznej z perspektywy planetarnej. Program jest podzielony na poszczególne projekty nazwane Breakthrough Listen, Breakthrough Message, Breakthrough Starshot i Breakthrough Watch[1].

Projekty

Radioteleskop Green Bank uczestniczący w programie Breakthrough Listen
Artystyczna wizja planety Proxima Centauri b, możliwego celu misji sond programu Breakthrough Starshot
Alfa Centauri – główny cel obserwacji programu Breakthrough Watch

Breakthrough Listen

Program obserwacji astronomicznych o wartości 100 mln dolarów, zaplanowany na 10 lat, którego celem jest poszukiwanie dowodów na istnienie pozaziemskiej inteligencji. Jest to najbardziej rozległe, intensywne i czułe poszukiwanie sygnałów sztucznego pochodzenia w zakresie radiowym i świetlnym z dotychczas przeprowadzonych. Planowane jest przeprowadzenie kompletnego przeglądu miliona najbliższych gwiazd, płaszczyzny i centrum naszej Galaktyki oraz 100 najbliższych galaktyk. Wszystkie zebrane dane będą publicznie dostępne[2].

Breakthrough Listen wykorzystuje radioteleskop Green Bank, australijski radioteleskop w Parkes Observatory oraz teleskop optyczny Automated Planet Finder w Obserwatorium Licka. Wyniki z pierwszego roku obserwacji wykonanych przez radioteleskop Green Bank zostały opublikowane w kwietniu 2017 roku[3].

Breakthrough Message

Konkurs na stworzenie wiadomości przedstawiających Ziemię, życie i ludzkość, które mogłyby być zrozumiane przez pozaziemską cywilizację. Nie ma obecnie planów na faktyczne wysłanie tych wiadomości w kosmos. Celem projektu jest zachęcenie do myślenia o ludzkości jako całości oraz do zainicjowania dyskusji nad etycznymi i filozoficznymi problemami związanymi z wysyłaniem wiadomości do cywilizacji pozaziemskich. Suma nagród dla zwycięzców konkursu wynosi milion dolarów[4].

Breakthrough Starshot

Program badawczy, o wartości 100 mln dolarów, którego celem jest zademonstrowanie możliwość realizacji koncepcji lotu międzygwiazdowego bezzałogowych mikropróbników z prędkością 20% prędkości światła w próżni i stworzenie podstaw dla przeprowadzenia misji do układu alfa Centauri w przeciągu jednego pokolenia[5].

Obecnie przyjęta koncepcja misji do alfa Centauri zakłada wyniesienie na orbitę wokółziemską statku, z którego wnętrza będą kolejno wyrzucane mikropróbniki, zwane nanostatkami, w łącznej ilości setek lub nawet tysięcy. Każdy nanostatek będzie składać się z wielofunkcyjnego czipa (nazwanego StarChip), przymocowanego do żagla świetlnego o boku około czterech metrów. StarChip będzie miał masę zaledwie około jednego grama i szerokość 15 mm. Znajdą się na nim komputery sterujące, źródła zasilania w energię, diody laserowe, kamery, a może także spektrografy i magnetometry. Źródłem napędu dla nanostatków ma być umieszczony na powierzchni Ziemi sfazowany układ laserowy, zbudowany ze stu milionów kilowatowych laserów rozmieszczonych na powierzchni jednego kilometra kwadratowego, o łącznej mocy 100 GW. Oświetlony przez wiązkę laserową żagiel świetlny zostanie w ciągu kilku minut rozpędzony przez ciśnienie promieniowania do 20% prędkości światła (60 000 km/s), po czym laser zostanie wyłączony. Materiał, z którego będzie wykonany żagiel musi przy tym odbijać 99,999% padającego światła. Lot nanostatków do układu alfa Centauri potrwa 20 lat, po czym w ciągu kilku godzin przelecą one obok gwiazdy i jej ewentualnych planet, wykonując zdjęcia i inne pomiary. Prawdopodobnym celem obserwacji może być odkryta w 2016 roku planeta Proxima Centauri b. Po przelocie nanostatki prześlą na Ziemię zebrane zdjęcia i inne dane za pomocą diod laserowych. Do ich odbioru posłuży ten sam układ laserowy, który wcześniej rozpędził statki[6][7].

Breakthrough Starshot jest najbardziej realnym z istniejących projektów lotu międzygwiazdowego. Jest on oparty na technologiach istniejących obecnie, lub które powinny powstać w nieodległej przyszłości. Jest on jednak kosztowny i wymaga pokonania wielu problemów związanych z konstrukcją jego elementów[7].

Poza misją do alfa Centauri opracowywane elementy programu mogą także znaleźć inne zastosowania. Napędzane wiązką laserową sondy umożliwią szybki przelot do celów w Układzie Słonecznym. Służący do napędu nanostatków układ laserowy może też służyć jako olbrzymi teleskop optyczny do obserwacji astronomicznych oraz do wykrywania planetoid przecinających orbitę Ziemi[8].

Breakthrough Watch

Program astronomiczny, którego celem jest odkrycie i scharakteryzowanie zbliżonych wielkością do Ziemi planet skalistych znajdujących się w układzie alfa Centauri i wokół innych gwiazd w zasięgu 20 lat świetlnych od Ziemi oraz poszukiwanie na nich obecności tlenu i innych sygnatur biologicznych. W tym celu zostaną opracowane nowe technologie służące do poszukiwania planet ziemiopodobnych i śladów życia[9].

Breakthrough Watch współpracuje z Europejskim Obserwatorium Południowym przy przebudowie pracującego w podczerwieni instrumentu VISIR na jednym z teleskopów VLT, co znacznie zwiększy jego możliwości poszukiwania planet potencjalnie nadających się do życia. Opracowane przy tym technologie zostaną wykorzystane w przyszłym teleskopie E-ELT, który pozwoli na zbadanie w układzie alfa Centauri planet o rozmiarach Marsa. Planowana jest też budowa dwóch teleskopów kosmicznych ze zwierciadłami o średnicy 30 cm, przeznaczonych do obserwacji układu alfa Centauri. Pierwszy z nich będzie poszukiwał obecności planet przy użyciu pomiarów astrometrycznych, natomiast drugi przy użyciu koronografu[10].

Przypisy

  1. ↑ Oficjalna strona internetowa Breakthrough Initiatives. [dostęp 2017-05-13]. (ang.).
  2. ↑ Breakthrough Listen. [dostęp 2017-05-13]. (ang.).
  3. ↑ Breakthrough Initiatives: Breakthrough Listen Initiative Publishes Initial Results. 2017–04–20. [dostęp 2017-05-13]. (ang.).
  4. ↑ Breakthrough Mesage. [dostęp 2017-05-13]. (ang.).
  5. ↑ Breakthrough Initiatives. [dostęp 2017-05-13]. (ang.).
  6. ↑ Breakthrough Starshot Concept. [dostęp 2017-05-13]. (ang.).
  7. ↑ a b Breakthrough Starshot Challenges. [dostęp 2017-05-13]. (ang.).
  8. ↑ Breakthrough Starshot Target. [dostęp 2017-05-13]. (ang.).
  9. ↑ Breakthrough Watch. [dostęp 2017-05-13]. (ang.).
  10. ↑ Breakthrough Watch Instruments. [dostęp 2017-05-13]. (ang.).

Bibliografia

  • Ann Finkbeiner. Szybka niemal jak światło misja do Alfa Centauri. „Świat Nauki”. kwiecień 2017 (308). s. 22–29. (pol.).