Breakthrough Starshot: различия между версиями

[непроверенная версия]

[отпатрулированная версия]

Содержимое удалено Содержимое добавлено

Линейный

Версия от 17:57, 18 апреля 2017

Breakthrough Starshot — научно-исследовательский и инженерный проект в рамках программы Breakthrough Initiatives по разработке концепции флота межзвездных космических кораблей, использующих световой парус, под названием StarChip^[англ.]^[1]^[2].

Такой тип космических кораблей, по оценкам авторов, будет способен совершить путешествие к звездной системе Альфа Центавра, удаленной на 4,37 световых лет от Земли, со скоростью до 20% скорости света^[3], что займет порядка 20 лет и еще около 5 лет, чтобы уведомить Землю об успешном прибытии. При этом целью проекта является не конкретно это путешествие, а доказательство возможности реализации лежащей в его основе концепции. В процессе её достижения работа в рамках программы предполагает и другие полезные моменты для задач современной астрономии, таких как исследование Солнечной системы и защита от астероидов^[1]^[4]^[2].^[5]

Руководителем проекта является Пит Уорден^[англ.]; также в состав команды научных консультантов во главе с Ави Лёбом^[англ.] входят 25 ведущих учёных и специалистов, среди которых британский королевский астроном Мартин Рис, Нобелевский лауреат астрофизик Сол Перлмуттер из Калифорнийского университета в Беркли, Энн Друян, исполнительный продюсер документального сериала "Космос: пространство и время" и вдова Карла Сагана, а также математик Фримен Дайсон из Института перспективных исследований^[3]^[1]^[6].

История

Основные концептуальные принципы, позволяющие осуществить межзвездное путешествие, были описаны в статье Roadmap to Interstellar Flight^[7]^[8] доктора Филиппа Любина из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. Однако идея разгона космического аппарата сверхмощным лазерным излучением, направленным на парус, была высказана ещё в 70е годы физиком и фантастом Робертом Форвардом^[англ.]^*^[9], и впоследствии выдвигались различные её вариации, в частности, специалистом NASA и писателем Джофри Лэндисом^[англ.], участником нынешнего проекта^[10]^[11]. Но до настоящего времени она не получила практического развития из-за огромных технических трудностей и недостаточного уровня необходимых технологий^[12]^[6]^[13].

Проект был анонсирован 12 апреля 2016 года (в 55ю годовщину первого полёта человека в космос) на пресс-конференции, проведенной в Нью-Йорке российским предпринимателем Юрием Мильнером и астрофизиком Стивеном Хокингом, которые выступили в роли членов инициативного совета. Также в инициативный совет вошел генеральный директор Facebook Марк Цукерберг. Проект получил первоначальное финансирование в размере 100 миллионов долларов США (на начало исследований в ближайшие 5-10 лет), которые планируется потратить на исследование реализуемости концепции. Следующим этапом будет создание модели в масштабе 1/100. Мильнер оценивает окончательную стоимость миссии от 5 до 10 млрд долларов США, надеясь, что в будущем другие частные инвесторы последуют его примеру, а также предполагает, что первый космический корабль можно будет запустить через 20 лет^[3]^[2]^[14]^[5]^[13].

Сразу после официального анонса программы на авторов проекта обрушилась волна критики со стороны ученых и технических специалистов в различных областях^[15]. Некоторые критические замечания были приняты во внимание, и первоначальный план полета Любина был несколько скорректирован в первой итерации^[5]. Была открыта публичная дискуссия^[16], где все желающие могут обсуждать технические трудности на пути реализации проекта и пути их преодоления; в ней активно участвуют члены команды проекта^[4].

В августе 2016 года, учёные, участвующие в работе проекта Breakthrough Starshot, провели первое научное заседание, где обсудили перспективы разработки системы, которая отправит нанозонды к Альфе и Проксиме Центавра в середине столетия^[17].

В начале 2017 к общему проекту Breakthrough Initiatives присоединилась Европейская южная обсерватория (ESO). По условиям подписанного соглашения Breakthrough Initiatives будет финансировать работы по модернизации инструмента VISIR на принадлежащем ESO Очень большом телескопе в Чили с целью его усовершенствования и увеличения эффективности поиска потенциально обитаемых экзопланет в звездной системе Альфы Центавра, куда в перспективе можно было бы отправить миссию Breakthrough Starshot. ESO же предоставит Breakthrough Initiatives время для наблюдений на Очень большом телескопе в 2019 году для проведения подробных наблюдений ^[18]^[19].

Концепция

Концепция StarShot предусматривает запуск базового корабля, который доставит около тысячи крошечных (массой 1 грамм)^[2] космических аппаратов на высокую орбиту, а затем запустит их один за другим. Каждый микрозонд соединен сверхпрочными стропами с солнечным парусом размерами около 4×4 м, толщиной 100 нм и массой 1 г^[20]. Затем наземные лазеры в течение 10 минут фокусируют на парусе луч мощностью 50–100 ГВт^[21]. Лазерная силовая установка представляет собой фазированную решетку из 20 млн небольших (с апертурой в 20–25 см) лазерных излучателей размером 1×1 км; с помощью фазирования (то есть изменения фаз на каждом отдельном излучателе) предполагается сфокусировать излучение с длиной волны 1,06 мкм со всей решетки в пятно диаметром несколько метров на расстоянии до 2⋅10⁶ км (предельная точность фокусировки 10⁻⁹ радиана). Это обеспечит ускорение около 30 000 g, за счёт чего зонды достигнут целевой скорости в 20% световой^[4].

Полет к Альфе Центавра продлится около 20 лет. Если там существуют планеты размером с Землю в пределах обитаемой зоны (а пока достоверно подтверждено существование только одной из них - Проксимы b^[22]), Breakthrough Starshot будет пытаться нацелить космические корабли в пределах 1 астрономической единицы от них. С этого расстояния камеры будут способны получить изображение достаточно высокого качества, чтобы разглядеть рельеф планеты. Чтобы достичь такого разрешения с помощью космического телескопа на орбите Земли, этот телескоп должен был бы иметь размер порядка 300 км в диаметре^[23].

Далее эта информация должна быть передана на Землю; по замыслу авторов проекта, у цели зонд маневрирует таким образом, что парус превращается в линзу Френеля, фокусирующую сигнал зонда в направлении Земли. Согласно оценкам, идеальная линза при идеальной фокусировке и идеальной ориентации усиливает сигнал мощностью 1 Вт до 10¹³ Вт в изотропном эквиваленте. Так что каждый крошечный космический аппарат будет передавать данные с помощью компактной системы лазерной связи на борту, используя собственный парус в качестве антенны. Через пять лет эти данные принимаются на Земле с помощью той же лазерной системы^[21]^[5]. Возвращения же самих зондов не предполагается, т.к. системы их торможения не предусмотрено^[12].

Помимо исследования экзопланет в системе Альфы Центавра, можно организовать миссию и к другой звёздной системе, правда, полёт к ближайшей из них даже со скоростью 0,2c займёт уже 50 лет. Однако возможны и другие варианты полезного применения компонент Breakthrough Starshot в астрофизике. Лазерная установка - самая дорогая часть проекта - может быть впоследствии использована и для полётов^[англ.] других космических аппаратов как в Солнечной системе, так и за её пределы^[3]^[24]. Так, космический нанокорабль, разогнанный до 20% скорости света, способен долететь до Марса за час (тогда как современному аппарату для этого требуется порядка 9 месяцев), до Плутона (куда аппарат "Новые горизонты" летел 9 лет) - за день, а за неделю попасть в межзвёздное пространство. Даже скорость в 2% скорости света позволит существенно сократить время полёта. Кроме того, лазерная установка может гипотетически использоваться и как телескоп беспрецедентных размеров, и как инструмент для защиты от астероидов, способный обнаруживать потенциально опасные объекты на большом расстоянии и даже изменять их траекторию с помощью технологии^[англ.] лазерной абляции^[25]^[23]^[4]^[26].

Но в любом случае, по словам Филипа Любина, первые полеты будут совершаться в пределах Солнечной системы: «Поскольку мы можем посылать огромное количество зондов, это дает нам много разных возможностей. Мы также можем посылать подобные маленькие (wafer-scale, то есть на чипе) зонды на обычных ракетах и использовать те же технологии для изучения Земли или планет и их спутников в Солнечной системе»^[5]^[4].

Связь с SETI

Если человечество в своём научно-техническом развитии будет способно осуществить подобную миссию, можно предположить такую возможность и для другой гипотетической внеземной цивилизации. Так что в рамках проекта SETI одним из направлений может стать попытка зафиксировать признаки работы лазерной разгонной установки ввиду её исключительной мощности. Согласно расчётам, излучая в микроволновом диапазоне, она могла бы создавать поток в несколько Янски на расстоянии 100 пк в течение нескольких десятков секунд, который можно было бы зарегистрировать с вероятностью 10% при продолжительности наблюдения в 5 лет^[27].

Технические проблемы

Использование света для движения требует огромной мощности: лазер гигаваттной мощности обеспечит лишь 7 ньютонов тяги^[12]. Космический корабль будет компенсировать малую тягу за счет малой массы, всего в несколько граммов. И каждый из них должен нести на себе камеру, управляющий модуль, узел связи, систему ориентации и источник энергии^[12]^[16]. Но размещение такого количества полезной нагрузки в предельно маленьком объёме вполне реализуемо на сегодняшний день благодаря прогрессу в микроэлектронике наряду с удешевлением производства в соответствии с законом Мура, отмечает Мильнер^[2]^[21]. Источником питания зондов может служить миниатюрный радиоактивный источник, например, такой как америций-241, используемый в детекторах дыма, либо традиционный плутоний-238^[3]^[6]^[28].

Все компоненты должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать экстремальные ускорения (ещё предстоит проверить, как поведёт себя в таких условиях вся электроника), холод, вакуум и столкновения с протонами. Космический аппарат должен будет выдержать также многочисленные столкновения с космической пылью. Ожидается, что каждый фронтальный квадратный сантиметр столкнется на высокой скорости (что значительно усиливает потенциальную опасность) с примерно тысячью частиц размером 0,1 мкм и выше^[12]^[29]^[6]. Взаимодействие с межзвёздным газом и пылью может привести к искажению траектории аппаратов, их перегреву, механическому повреждению и даже полному разрушению, в зависимости от материала; по оценкам специалистов проекта, графит менее уязвим, чем кварц^[30]. Однако вероятность столкновений с частицами размером даже 1 мкм в относительно разреженном пространстве для миниатюрных аппаратов остаётся довольно малой^[6]; для бо́льших размеров она и вовсе пренебрежимо мала^[29]. Можно минимизировать поперечное сечение столкновения, развернув аппараты в направлении длины вдоль линии движения или вообще сделав их в форме тонких игл. Также предлагается использовать покрытие защитным слоем, например, из рандоля^[англ.]^*. Рассматриваются даже варианты покрытия с такими свойствами, которые давали бы возможность собирать тепловую энергию столкновений и превращать её в полезную^[31]. Отклонения же от траектории достаточно малы, и их легко будет компенсировать с помощью фотонных двигателей ориентации^[англ.]^[29]^[8]. Наконец, потери призвана компенсировать большая численность нанозондов^[21]^[6]^[3].

Парус также будет подвергаться экстремально сильным нагрузкам, поэтому требования к нему также очень высоки. В исходном варианте Любина^[8] его площадь составляла всего 1 м², но при таких параметрах он может не выдержать нагрева при разгоне в поле лазерного излучения, поэтому новый вариант использует парус площадью 16 м², так что тепловой режим будет хотя и довольно жестким, но, по предварительным оценкам, не должен расплавить или разрушить парус^[20]. Задача упрощается тем, что парус не должен поглощать излучение лишь конкретной частоты^[12], что позволяет использовать в качестве основы для него не металлизированные покрытия, а диэлектрические зеркала. В качестве материала паруса рассматриваются многослойные диэлектрические зеркала, отражающие 99,999% падающего света (по предварительным расчетам этого должно хватить, чтобы парус не расплавился в поле излучения 100-ГВт лазера). Альтернативный перспективный подход, позволяющий сделать толщину паруса меньше длины волны отражаемого света, — это использование в качестве его основы монослоя метаматериала с отрицательным показателем преломления (такой материал к тому же имеет наноперфорацию, что еще уменьшает его массу). Другой вариант — это однослойное диэлектрическое зеркало из материала с низким коэффициентом поглощения (10⁻⁹), такого, как оптические материалы для световодов. Такое зеркало будет обладать сравнительно малым по сравнению с многослойным коэффициентом отражения, но зато оно будет иметь меньшую массу^[5]^[20]. С другой стороны, дополнительная сложность возникает из-за ускорения системы - оно вызывает постепенно увеличивающийся доплеровский сдвиг частоты попадающего на парус ускоряющего излучения, более чем на 20% в общей сложности. Поэтому придётся либо динамически перестраивать частоту лазеров, либо проектировать материал отражателя с двадцатипроцентной шириной полосы^[4]. Для сохранения формы предполагается армировать парус графеном. Некоторые композитные материалы на основе графена могут сокращаться под действием приложенного электрического напряжения для активного управления. Для стабилизации парус можно раскрутить или придать ему форму обратного конуса для пассивной самостабилизации в поле лазерного излучения^[5]^[29]^[32]. Последние расчёты, однако, показывают, что сферическая форма выгоднее во многих отношениях^[33].

Далее, наземная силовая установка для разгона системы также представляет собой весьма сложную конструкторскую задачу ввиду своих беспрецедентных масштабов и мощности, эквивалентной 10–20 Красноярских ГЭС; излучение 100 ГВт в течение 100 секунд соответствует энергии порядка 1 тераджоуля^[34]. Однако её упрощает то, что мощности порядка 100 ГВт не требуются непрерывно, единовременно и длительно: по словам авторов проекта, лазер мог бы работать в режиме накопления мощности своего рода гигантским конденсатором и последующего излучения коротких импульсов примерно по 20 ГВт^[6]. Это не так уж много по сравнению с современными энергетическими затратами для полётов традиционных ракет - порядка 45 ГВт на запуск и набор за первые 10 минут полёта кинетической энергии всего в несколько раз меньшей той, которой обладал бы нанокорабль, движущийся со скоростью 0,2c, как отмечает Филип Любин^[12]. Как вариант, предлагается сконструировать систему на базе задающих генераторов^[англ.], бо́льшая часть элементов которой - просто усилители мощностью всего 0,1-3 кВт. Для каждого запуска наноаппаратов нужно 100-300 секунд непрерывной работы разгонной установки, что, с одной стороны, делает не столь критичным вопрос об охлаждении (можно использовать простую теплообменную систему или даже материалы, способные поглощать тепло при фазовых переходах)^[35], с другой - не позволяет задействовать современные петаваттные лазеры, способные генерировать лишь импульсы субмикросекундной длительности^[36]. Тем не менее, в настоящий момент благодаря интенсивному развитию информационных технологий происходит значительное удешевление (в 2 раза каждые полтора года с 1990 по 2015 год) и увеличение масштаба мощностей, необходимых для систем обработки и хранения данных; также важную роль играет прогресс в области солнечной энергетики; к тому же, к этой области традиционно велик интерес военных. Всё это делает требуемые мощности лазерного излучения не столь уж недостижимыми^[12]^[36].

Однако отдельную трудность представляет собой фокусировка всей этой мощности лазера на солнечные паруса размером 4х4 м с расстояния до 2⋅10⁶ км - это соответствует предельной точности фокусировки 2⋅10^-9 радиана или 0,4 миллисекунды - для излучения с длиной волны 1 мкм это дифракционный предел системы с базой длиной 1 км^[37]. При этом турбулентная атмосфера будет размывать луч в пятно размером примерно в 1 секунду (10⁻⁵ радиана)^[5]. Задача наведения осложняется вращением Земли вокруг своей оси - на 2° за 10 минут, необходимые для разгона^[38]. Улучшения разрешения на несколько порядков предполагается достичь с помощью адаптивной оптики (АО), которая будет компенсировать атмосферные искажения^[39]. Лучшие системы АО в современных телескопах уменьшают размытие до десятков угловых миллисекунд, то есть до намеченной цели остается еще примерно два порядка^[40]. Система Starshot принципиально отличается от обычного телескопа^[41] по своим задачам и потому требует иного подхода^[39]. Установка будет представлять собой массив по принципу фазированной решётки^[37]. «Чтобы победить мелкомасштабную атмосферную турбулентность, фазированная решетка должна быть разбита на очень мелкие элементы, размер излучающего элемента для нашей длины волны должен составлять не более 20–25 см, — объясняет Филип Любин. — Это минимум 20 млн излучателей, но такое количество меня не пугает. Для обратной связи в системе АО мы планируем использовать много опорных источников — бакенов — и на зонде, и на материнском корабле, и в атмосфере. Кроме того, мы будем отслеживать зонд на пути к цели. Мы также хотим использовать звезды как бакен для настройки фазирования решетки при приеме сигнала от зонда по прибытии, но для надежности будем отслеживать зонд»^[5]^[4]. Предлагаемая технология уже используется в современных массивах радиотелескопов, давая разрешение до 60⋅10^-6"^[42] (для излучения с длиной волны 1 мкм это как раз требуемый порядок 10⁻⁹ радиана), хотя фазированную решётку такого масштаба из лазеров создать ещё не пытались, признаёт Любин^[6]^[37].

С другой стороны, расположение лазерной установки на Земле влечёт за собой и воздействие излучения на атмосферу, окружающую среду, оказывающиеся на его пути искусственные спутники Земли, - всё это также немаловажно учесть^[6]^[43]. Концентрация такой огромной мощности, вообще говоря, делает её потенциально очень опасным оружием: за 10 минут работы 100-гигаваттной установки выделяется энергия, эквивалентная взрыву атомной бомбы в Хиросиме. Если этот узконаправленный пучок отразить из космоса обратно в направлении Земли, это может иметь катастрофические последствия^[12]. Необходимо регламентировать работу сверхмощного лазерного массива на международном уровне^[13]^[26].

Тем не менее, разгонную установку предполагается размещать именно на Земле: альтернатива в виде, например, обратной стороны поверхности Луны на сегодняшний день видится невыполнимой. К тому же, это создало бы даже бо́льшую угрозу безопасности^[13]. Расположение на большой высоте над уровнем моря позволит несколько снизить атмосферные искажения - примерно в 4 раза для 5 км над уровнем моря. Идеальным вариантом для запуска зондов к Проксиме Центавра, имеющей склонение -60°, была бы база в Антарктиде, но создавать её полностью с нуля также практически нереализуемо, поэтому, скорее всего, будет выбран другой регион в Южном полушарии, например, в пустыне пустыне Атакама^[40].

Ещё одна трудность по ходу реализации плана - отправка данных от зонда на месте назначения к Земле с помощью лазерных передатчиков, установленных на каждом зонде, в пакетном режиме. Оптимальнее всего нацеливать сигнал непосредственно на Землю, используя естественные и искусственные бакены^[44]^[45]. Чтобы свет от Проксимы не так сильно затмевал Солнце, можно осуществлять это через несколько дней после пролёта главной цели: через 3 дня при удалении на 100 а.е. соотношение яркости Солнца и Проксимы вырастет на 4 порядка^[46].

Столь же нетривиальной задачей является затем рассмотреть этот сигнал на фоне гораздо более мощного (на 13–14 порядков!) излучения звезды. С такого расстояния парус размером 4х4 м, который планируется использовать как антенну, фокусируется в пятно размером 1⋅10⁷ км, следовательно, массив принимающих устройств размером в 1 км (наиболее естественным видится использование в этом качестве той же лазерной установки, что и для разгона нанофлота) будет улавливать сигнал на 14 порядков слабее передаваемого^[44]. Однако современные технологии, например, Lunar Laser Com Demo (LLCD) на базе сверхпроводящих нанотрубок^[47], позволяют регистрировать даже отдельные фотоны лазерного излучения с очень больших расстояний^[46]. Между тем и указанные параметры соответствуют дифракционному пределу, на котором работают радиотелескопы, но пока ещё (на сегодняшний день) не лазерные системы. Для приближения разрешения к дифракционному пределу предлагается сигнал от зондов пропускать через линзу Френеля, в которую по достижении пункта назначения преобразуется парус^[44]. Как именно реализовать такое преобразование структуры и свойств паруса, ещё предстоит придумать; "Идея сделать из паруса линзу Френеля на основе тонкопленочного дифракционного элемента достаточно сложна и требует большой предварительной работы, чтобы понять, как именно лучше сделать это, - говорит Филип Любин. - Этот пункт на самом деле — один из главных в нашем плане проекта". Что же касается соотношения яркости сигналов, то по его же словам, «свет от звезды на самом деле довольно слаб, поскольку ширина линии нашего лазера очень мала. Узкая линия — ключевой фактор в сокращении фона"^[5]. Соответствующая длина волны же должна отличаться от той, на которую силовая установка настроена на этапе разгона, с учётом доплеровского сдвига из-за движения зонда-источника с большой скоростью^[44].

Наконец, если будет создана фазированная решетка оптических излучателей/приемников излучения общей апертурой в километр, способная принимать сигнал от зондов, то она сама по себе будет представлять собой инструмент, который будет видеть экзопланеты с расстояния десятков парсек. Это вызывает закономерный вопрос, зачем вообще нужны в таком случае зонды. Но по словам Любина, в качестве более долговременной программы функционал зонда планируется расширить, добавив инфракрасный спектрометр в дополнение к камере и другим датчикам^[5]<ref name=TrVN>.

См. также

Примечания

↑ ¹ ² ³ Breakthrough Starshot (неопр.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 2 апреля 2017.
↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ Paul Gilster. Breakthrough Starshot: Mission to Alpha Centauri (англ.) // Centauri Dreams - Imagining and Planning Interstellar Exploration. — 2016. — 12 April.
↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ Dennis Overbye. Reaching for the Stars, Across 4.37 Light-Years (англ.) // The New York Times. — 2016. — 13 April. — P. A12.
↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ Борис Штерн. Под "Звёздным парусом" к Альфе Центавра // Троицкий вариант-Наука. — 2016. — № 204. — С. 1-2.
↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ ⁸ ⁹ ¹⁰ ¹¹ Дмитрий Мамонтов. Межзвёздный полёт Breakthrough Starshot: проект Мильнера и Хокинга // Популярная механика. — 2016. — № 7.
↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ ⁸ ⁹ Jesse Emspak. No Breakthrough Yet: Stephen Hawking's Interstellar 'Starshot' Faces Challenges (англ.) // Space.com. — 2016. — 15 April.
↑ DEEP IN Directed Energy Propulsion for Interstellar Exploration / NASA
↑ ¹ ² ³ Philip Lubin. A Roadmap to Interstellar Flight (англ.) // Journal of the British Interplanetary Society. — 2016. — No. 7. — P. 40-72.
↑ Robert L. Forward. A Program for Interstellar Exploration // Journal of the British Interplanetary Society, V. — 1976. — Т. 29. — С. 611-632,.
↑ Reach for the stars on a beam of light (англ.) // The Telegraph. — 2002. — 16 February.
↑ Джеффри А. Лэндис. Малый межзвездный зонд, разгоняемый лазером // Горизонт возможного. — 1995.
↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ ⁸ ⁹ Space Travel - Starchip enterprise (англ.) // The Economist: Science and technology. — 2016. — 16 April.
↑ ¹ ² ³ ⁴ Zeeya Merali. Q&A: Web billionaire describes his plan to shoot for the stars (англ.) // Science - News. — 2016. — 26 May. — doi:10.1126/science.aaf5747.
↑ Internet Investor and Science Philanthropist Yuri Milner & Physicist Stephen Hawking Announce Breakthrough Starshot Project to Develop 100 Million Mile per Hour Mission to the Stars within a Generation (англ.). breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 15 апреля 2017.
↑ Борис Штерн. Двойка по физике Мильнеру с Хокингом // Троицкий вариант-Наука. — 2016. — 19 апреля (№ 202). — С. 5,.
↑ ¹ ² Breakthrough StarShot: Challenges (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 6 апреля 2017.
↑ Фонд Мильнера провел первое заседание по полету к планете Проксима b (неопр.). РИА Новости (30 августа 2016). Дата обращения: 30 августа 2016.
↑ VLT to Search for Planets in Alpha Centauri System - ESO Signs Agreement with Breakthrough Initiatives (неопр.). European Southern Observatory. Дата обращения: 15 апреля 2017.
↑ VLT to Search for Planets in Alpha Centauri System (англ.). breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 15 апреля 2017.
↑ ¹ ² ³ Lightsail: Integrity under Thrust (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 3 апреля 2017.
↑ ¹ ² ³ ⁴ Breakthrough StarShot: Concept (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 3 апреля 2017.
↑ Guillem Anglada-Escudé, Pedro J. Amado, John Barnes, Zaira M. Berdiñas, R. Paul Butler. A terrestrial planet candidate in a temperate orbit around Proxima Centauri (англ.) // Nature. — 2016. — 25 August (vol. 536, iss. 7617). — P. 437–440. — doi:10.1038/nature19106.
↑ ¹ ² Breakthrough StarShot: Target (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 3 апреля 2017.
↑ Bergstue, Grant; Fork, Richard; Reardon, Patrick. An advanced optical system for laser ablation propulsion in space (англ.) // Acta Astronautica. — 2014. — March (vol. 96). — P. 97-105. — doi:10.1016/j.actaastro.2013.11.021.
↑ Philip Lubin, Gary B. Hughes, Mike Eskenazi, Kelly Kosmo, Isabella E. Johansson, Janelle Griswold, Mark Pryor, Hugh O'Neill, Peter Meinhold, Jonathon Suen, Jordan Riley, Qicheng Zhang, Kevin Walsh, Carl Melis, Miikka Kangas, Caio Motta, Travis Brashears. Directed EnergyMissions for Planetary Defense (англ.) // arxiv.org. — 2016. — doi:10.1016/j.asr.2016.05.021.
↑ ¹ ² Policy: Light beamer and relativistic-speed nanocrafts (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 17 апреля 2017.
↑ James Guillochon, Abraham Loeb. SETI via Leakage from Light Sails in Exoplanetary Systems (англ.) // arxiv.org. — 2015. — doi:10.1088/2041-8205/811/2/L20.
↑ Gram-Scale Starchip Components: Battery (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 6 апреля 2017.
↑ ¹ ² ³ ⁴ Cruise: Interstellar Dust (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 6 апреля 2017.
↑ Thiem Hoang, A. Lazarian, Blakesley Burkhart, Abraham Loeb. The interaction of relativistic spacecrafts with the interstellar medium (англ.) // arxiv.org. — 2016. — doi:10.3847/1538-4357/aa5da6.
↑ Gram-Scale Starchip Components: Protective Coating (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 7 апреля 2017.
↑ Lightsail: Structure (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 8 апреля 2017.
↑ Zachary Manchester, Abraham Loeb. Stability of a Light Sail Riding on a Laser Beam (англ.) // arxiv.org. — 2017. — doi:10.3847/2041-8213/aa619b.
↑ Lightsale: Stability on the Beam (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 3 апреля 2017.
↑ Launch: Cooling the Light Beamer (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 8 апреля 2017.
↑ ¹ ² Light Beamer: Cost (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 8 апреля 2017.
↑ ¹ ² ³ Light Beamer: Phase (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 11 апреля 2017.
↑ Launch: Keeping beam pointed on meter-scale lightsail (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 11 апреля 2017.
↑ ¹ ² Launch: Precision pointing for a meter-scale lightsail (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 11 апреля 2017.
↑ ¹ ² Light Beamer: Atmosphere (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 8 апреля 2017.
↑ Building a larger array (англ.). Event Horizon Telescope. Дата обращения: 11 апреля 2017.
↑ Instrumentation (англ.). W. M. Keck Observatory. Дата обращения: 12 апреля 2017.
↑ Launch: Range safety and objects in beam path (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 12 апреля 2017.
↑ ¹ ² ³ ⁴ Communication: Sending images with laser using sail as antenna (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 12 апреля 2017.
↑ Communication: Pointing transmitter towards earth (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 14 апреля 2017.
↑ ¹ ² Communication: Receiving images with light beamer array (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 12 апреля 2017.
↑ Nanowire Single-Photon Detector Arrays (англ.). Lincoln Laboratory, Massachusetts Institute of Technology (октябрь 2012). Дата обращения: 14 апреля 2017.

Ссылки

Инициатива Breakthrough Starshot на сайте Breakthrough Initiatives, (англ.)
Video (00:35) - Launching a StarChip - концепт на YouTube (англ.)
Video (02:06) - Going interstellar (NASA) на YouTube (англ.)
Фото и видео с конференции по запуску проекта
Онлайн-калькулятор параметров звездолёта с парусом на лазерной тяге

[Breakthrough_StarShot-1] ¹ ² ³ Breakthrough Starshot (неопр.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 2 апреля 2017.

[CentauriDreams-2] ¹ ² ³ ⁴ ⁵ Paul Gilster. Breakthrough Starshot: Mission to Alpha Centauri (англ.) // Centauri Dreams - Imagining and Planning Interstellar Exploration. — 2016. — 12 April.

[Nytimes-3] ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ Dennis Overbye. Reaching for the Stars, Across 4.37 Light-Years (англ.) // The New York Times. — 2016. — 13 April. — P. A12.

[TrVN-4] ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ Борис Штерн. Под "Звёздным парусом" к Альфе Центавра // Троицкий вариант-Наука. — 2016. — № 204. — С. 1-2.

[PopMech-5] ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ ⁸ ⁹ ¹⁰ ¹¹ Дмитрий Мамонтов. Межзвёздный полёт Breakthrough Starshot: проект Мильнера и Хокинга // Популярная механика. — 2016. — № 7.

[Space-6] ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ ⁸ ⁹ Jesse Emspak. No Breakthrough Yet: Stephen Hawking's Interstellar 'Starshot' Faces Challenges (англ.) // Space.com. — 2016. — 15 April.

[DeepIn-7] DEEP IN Directed Energy Propulsion for Interstellar Exploration / NASA

[Lubin-8] ¹ ² ³ Philip Lubin. A Roadmap to Interstellar Flight (англ.) // Journal of the British Interplanetary Society. — 2016. — No. 7. — P. 40-72.

[9] Robert L. Forward. A Program for Interstellar Exploration // Journal of the British Interplanetary Society, V. — 1976. — Т. 29. — С. 611-632,.

[10] Reach for the stars on a beam of light (англ.) // The Telegraph. — 2002. — 16 February.

[11] Джеффри А. Лэндис. Малый межзвездный зонд, разгоняемый лазером // Горизонт возможного. — 1995.

[Economist-12] ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ ⁸ ⁹ Space Travel - Starchip enterprise (англ.) // The Economist: Science and technology. — 2016. — 16 April.

[ScienceNews-13] ¹ ² ³ ⁴ Zeeya Merali. Q&A: Web billionaire describes his plan to shoot for the stars (англ.) // Science - News. — 2016. — 26 May. — doi:10.1126/science.aaf5747.

[14] Internet Investor and Science Philanthropist Yuri Milner & Physicist Stephen Hawking Announce Breakthrough Starshot Project to Develop 100 Million Mile per Hour Mission to the Stars within a Generation (англ.). breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 15 апреля 2017.

[15] Борис Штерн. Двойка по физике Мильнеру с Хокингом // Троицкий вариант-Наука. — 2016. — 19 апреля (№ 202). — С. 5,.

[Challenges-16] ¹ ² Breakthrough StarShot: Challenges (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 6 апреля 2017.

[17] Фонд Мильнера провел первое заседание по полету к планете Проксима b (неопр.). РИА Новости (30 августа 2016). Дата обращения: 30 августа 2016.

[18] VLT to Search for Planets in Alpha Centauri System - ESO Signs Agreement with Breakthrough Initiatives (неопр.). European Southern Observatory. Дата обращения: 15 апреля 2017.

[19] VLT to Search for Planets in Alpha Centauri System (англ.). breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 15 апреля 2017.

[IUT-20] ¹ ² ³ Lightsail: Integrity under Thrust (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 3 апреля 2017.

[Concept-21] ¹ ² ³ ⁴ Breakthrough StarShot: Concept (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 3 апреля 2017.

[22] Guillem Anglada-Escudé, Pedro J. Amado, John Barnes, Zaira M. Berdiñas, R. Paul Butler. A terrestrial planet candidate in a temperate orbit around Proxima Centauri (англ.) // Nature. — 2016. — 25 August (vol. 536, iss. 7617). — P. 437–440. — doi:10.1038/nature19106.

[Target-23] ¹ ² Breakthrough StarShot: Target (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 3 апреля 2017.

[24] Bergstue, Grant; Fork, Richard; Reardon, Patrick. An advanced optical system for laser ablation propulsion in space (англ.) // Acta Astronautica. — 2014. — March (vol. 96). — P. 97-105. — doi:10.1016/j.actaastro.2013.11.021.

[25] Philip Lubin, Gary B. Hughes, Mike Eskenazi, Kelly Kosmo, Isabella E. Johansson, Janelle Griswold, Mark Pryor, Hugh O'Neill, Peter Meinhold, Jonathon Suen, Jordan Riley, Qicheng Zhang, Kevin Walsh, Carl Melis, Miikka Kangas, Caio Motta, Travis Brashears. Directed EnergyMissions for Planetary Defense (англ.) // arxiv.org. — 2016. — doi:10.1016/j.asr.2016.05.021.

[Policy-26] ¹ ² Policy: Light beamer and relativistic-speed nanocrafts (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 17 апреля 2017.

[LoebSETI-27] James Guillochon, Abraham Loeb. SETI via Leakage from Light Sails in Exoplanetary Systems (англ.) // arxiv.org. — 2015. — doi:10.1088/2041-8205/811/2/L20.

[Battery-28] Gram-Scale Starchip Components: Battery (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 6 апреля 2017.

[IntestellarDust-29] ¹ ² ³ ⁴ Cruise: Interstellar Dust (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 6 апреля 2017.

[LoebInterstellar-30] Thiem Hoang, A. Lazarian, Blakesley Burkhart, Abraham Loeb. The interaction of relativistic spacecrafts with the interstellar medium (англ.) // arxiv.org. — 2016. — doi:10.3847/1538-4357/aa5da6.

[ProtectCoating-31] Gram-Scale Starchip Components: Protective Coating (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 7 апреля 2017.

[32] Lightsail: Structure (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 8 апреля 2017.

[LoebSail-33] Zachary Manchester, Abraham Loeb. Stability of a Light Sail Riding on a Laser Beam (англ.) // arxiv.org. — 2017. — doi:10.3847/2041-8213/aa619b.

[SOTB-34] Lightsale: Stability on the Beam (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 3 апреля 2017.

[35] Launch: Cooling the Light Beamer (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 8 апреля 2017.

[LaserCost-36] ¹ ² Light Beamer: Cost (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 8 апреля 2017.

[Phase-37] ¹ ² ³ Light Beamer: Phase (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 11 апреля 2017.

[38] Launch: Keeping beam pointed on meter-scale lightsail (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 11 апреля 2017.

[Pointing-39] ¹ ² Launch: Precision pointing for a meter-scale lightsail (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 11 апреля 2017.

[Atmosphere-40] ¹ ² Light Beamer: Atmosphere (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 8 апреля 2017.

[41] Building a larger array (англ.). Event Horizon Telescope. Дата обращения: 11 апреля 2017.

[42] Instrumentation (англ.). W. M. Keck Observatory. Дата обращения: 12 апреля 2017.

[43] Launch: Range safety and objects in beam path (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 12 апреля 2017.

[Sending-44] ¹ ² ³ ⁴ Communication: Sending images with laser using sail as antenna (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 12 апреля 2017.

[PointingToEarth-45] Communication: Pointing transmitter towards earth (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 14 апреля 2017.

[Receiving-46] ¹ ² Communication: Receiving images with light beamer array (англ.). http://breakthroughinitiatives.org. Дата обращения: 12 апреля 2017.

[47] Nanowire Single-Photon Detector Arrays (англ.). Lincoln Laboratory, Massachusetts Institute of Technology (октябрь 2012). Дата обращения: 14 апреля 2017.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]

[30]

[31]

[32]

[33]

[34]

[35]

[36]

[37]

[38]

[39]

[40]

[41]

[42]

[43]

[44]

[45]

[46]

[47]

@@ Строка 2: / Строка 2: @@
 Imagining and Planning Interstellar Exploration |тип= |год=2016 |месяц=04 |число=12 |том= |номер= |страницы= |doi= |issn=}}</ref>.
-Такой тип космических кораблей, по оценкам авторов, будет способен совершить путешествие к звездной системе [[Альфы Центавра|Альфа Центавра]], удаленной на 4,37 [[световой год|световых лет]] от Земли, со скоростью до 20% [[скорость света|скорости света]]<ref name="Nytimes">{{статья |автор=Dennis Overbye |заглавие=Reaching for the Stars, Across 4.37 Light-Years |ссылка=http://www.nytimes.com/2016/04/13/science/alpha-centauri-breakthrough-starshot-yuri-milner-stephen-hawking.html?_r=0 |язык=en |издание=The New York Times |тип= |год=2016 |месяц=04 |число=13 |том= |номер= |страницы=A12 |doi= |issn=}}</ref>, что займет порядка 20 лет и еще около 5 лет, чтобы уведомить Землю об успешном прибытии. При этом целью проекта является не конкретно это путешествие, а доказательство возможности реализации лежащей в его основе концепции. В процессе её достижения работа в рамках программы предполагает и другие полезные моменты для задач современной астрономии, таких как [[Солнечная система#Исследования Солнечной системы|исследование Солнечной системы]] и [[защита от астероидов]]<ref name="Breakthrough StarShot" /><ref name=PopMech>{{статья|автор=Дмитрий Мамонтов|заглавие=Межзвёздный полёт Breakthrough Starshot: проект Мильнера и Хокинга|ссылка=http://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/433210/Mezhzvyozdnyy_polyot_Breakthrough_Starshot_proekt_Milnera_i_Khokinga|язык=|издание=[[Популярная механика]]|год=2016|номер=7|страницы=|doi=}}</ref><ref name="CentauriDreams" />.
+Такой тип космических кораблей, по оценкам авторов, будет способен совершить путешествие к звездной системе [[Альфы Центавра|Альфа Центавра]], удаленной на 4,37 [[световой год|световых лет]] от Земли, со скоростью до 20% [[скорость света|скорости света]]<ref name="Nytimes">{{статья |автор=Dennis Overbye |заглавие=Reaching for the Stars, Across 4.37 Light-Years |ссылка=http://www.nytimes.com/2016/04/13/science/alpha-centauri-breakthrough-starshot-yuri-milner-stephen-hawking.html?_r=0 |язык=en |издание=The New York Times |тип= |год=2016 |месяц=04 |число=13 |том= |номер= |страницы=A12 |doi= |issn=}}</ref>, что займет порядка 20 лет и еще около 5 лет, чтобы уведомить Землю об успешном прибытии. При этом целью проекта является не конкретно это путешествие, а доказательство возможности реализации лежащей в его основе концепции. В процессе её достижения работа в рамках программы предполагает и другие полезные моменты для задач современной астрономии, таких как [[Солнечная система#Исследования Солнечной системы|исследование Солнечной системы]] и [[защита от астероидов]]<ref name="Breakthrough StarShot" /><ref name=TrVN>{{статья|автор=Борис Штерн|заглавие=Под "Звёздным парусом" к Альфе Центавра |ссылка=http://trv-science.ru/2016/05/17/pod-zvezdnym-parusom-k-alpha-centauri/ |язык=|издание=[[Троицкий вариант-Наука]]|год=2016|номер=204|страницы=1-2|doi=}}</ref><ref name="CentauriDreams" />.<ref name=PopMech>{{статья|автор=Дмитрий Мамонтов|заглавие=Межзвёздный полёт Breakthrough Starshot: проект Мильнера и Хокинга|ссылка=http://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/433210/Mezhzvyozdnyy_polyot_Breakthrough_Starshot_proekt_Milnera_i_Khokinga|язык=|издание=[[Популярная механика]]|год=2016|номер=7|страницы=|doi=}}</ref>
 Руководителем проекта является {{нп5|Пит Уорден|||Pete Worden}}; также в состав команды научных консультантов во главе с {{нп5|Ави Лёб|Ави Лёбом||Avi Loeb}} входят 25 ведущих учёных и специалистов, среди которых британский [[королевский астроном]] [[Мартин Рис]], [[Нобелевский лауреат]] астрофизик [[Сол Перлмуттер]] из [[Калифорнийский университет в Беркли|Калифорнийского университета в Беркли]], [[Энн Друян]], исполнительный продюсер документального сериала "[[Космос: пространство и время]]" и вдова [[Карл Саган|Карла Сагана]], а также математик [[Фримен Дайсон]] из [[Институт перспективных исследований|Института перспективных исследований]]<ref name="Nytimes" /><ref name="Breakthrough StarShot" /><ref name="Space" />.
 == История ==
-Основные концептуальные принципы, позволяющие осуществить межзвездное путешествие, были описаны в статье ''Roadmap to Interstellar Flight''<ref name="DeepIn">[http://www.nasa.gov/feature/deep-in-directed-energy-propulsion-for-interstellar-exploration DEEP IN Directed Energy Propulsion for Interstellar Exploration] / NASA</ref><ref name=Lubin>{{статья|автор=Philip Lubin|заглавие=A Roadmap to Interstellar Flight|ссылка=http://www.deepspace.ucsb.edu/wp-content/uploads/2015/04/A-Roadmap-to-Interstellar-Flight-15-w7-4-TOC.pdf|язык=en|издание=Journal of the British Interplanetary Society|год=2016|номер=7|страницы=40-72|doi=}}</ref> доктора Филиппа Любина из [[Калифорнийский университет в Санта-Барбаре|Калифорнийского университета в Санта-Барбаре]]. Однако идея разгона космического аппарата сверхмощным [[лазер|лазерным]] излучением, направленным на парус, была высказана ещё в 70е годы физиком и фантастом {{нп5|Роберт Форвард|Робертом Форвардом||Robert L. Forward}}<ref>{{статья |автор=Robert L. Forward |заглавие=A Program for Interstellar Exploration |ссылка=http://www.askmar.com/Robert%20Bussard/Interstellar%20Exploration%20Program.pdf |язык= |издание=Journal of the British Interplanetary Society, V |тип= |год=1976 |месяц= |число= |том=29 |номер= |страницы=611-632, |doi= |issn=}}</ref>, и впоследствии выдвигались различные её вариации, в частности, специалистом NASA и писателем {{нп5|Джофри Лэндис|Джофри Лэндисом||Geoffrey A. Landis}}, участником нынешнего проекта<ref>{{статья |автор=|заглавие=Reach for the stars on a beam of light |ссылка=http://www.telegraph.co.uk/news/worldnews/northamerica/usa/1385077/Reach-for-the-stars-on-a-beam-of-light.html |язык=en |издание=The Telegraph |тип= |год=2002 |месяц=02 |число=16 |том= |номер= |страницы= |doi= |issn=}}</ref><ref>{{статья |автор=Джеффри А. Лэндис |заглавие=Малый межзвездный зонд, разгоняемый лазером |ссылка=http://go2starss.narod.ru/pub/E002_LSIP.html |язык= |издание=Горизонт возможного |тип= |год=1995 |месяц= |число= |том= |номер= |страницы= |doi= |issn=}}</ref>. Но до настоящего времени она не получила практического развития из-за огромных технических трудностей и недостаточного уровня необходимых технологий<ref name="Economist">{{статья|автор=|заглавие=Space Travel - Starchip enterprise |ссылка=http://www.economist.com/news/science-and-technology/21696876-interstellar-travel-means-thinking-both-very-big-and-very-small-new-plan |язык=en|издание=[[The Economist]]: Science and technology|год=2016|месяц=04|число=16|номер=|страницы=|doi=}}</ref><ref name="Space" />
+Основные концептуальные принципы, позволяющие осуществить межзвездное путешествие, были описаны в статье ''Roadmap to Interstellar Flight''<ref name="DeepIn">[http://www.nasa.gov/feature/deep-in-directed-energy-propulsion-for-interstellar-exploration DEEP IN Directed Energy Propulsion for Interstellar Exploration] / NASA</ref><ref name=Lubin>{{статья|автор=Philip Lubin|заглавие=A Roadmap to Interstellar Flight|ссылка=http://www.deepspace.ucsb.edu/wp-content/uploads/2015/04/A-Roadmap-to-Interstellar-Flight-15-w7-4-TOC.pdf|язык=en|издание=Journal of the British Interplanetary Society|год=2016|номер=7|страницы=40-72|doi=}}</ref> доктора Филиппа Любина из [[Калифорнийский университет в Санта-Барбаре|Калифорнийского университета в Санта-Барбаре]]. Однако идея разгона космического аппарата сверхмощным [[лазер|лазерным]] излучением, направленным на парус, была высказана ещё в 70е годы физиком и фантастом {{нп5|Роберт Форвард|Робертом Форвардом||Robert L. Forward}}<ref>{{статья |автор=Robert L. Forward |заглавие=A Program for Interstellar Exploration |ссылка=http://www.askmar.com/Robert%20Bussard/Interstellar%20Exploration%20Program.pdf |язык= |издание=Journal of the British Interplanetary Society, V |тип= |год=1976 |месяц= |число= |том=29 |номер= |страницы=611-632, |doi= |issn=}}</ref>, и впоследствии выдвигались различные её вариации, в частности, специалистом NASA и писателем {{нп5|Джофри Лэндис|Джофри Лэндисом||Geoffrey A. Landis}}, участником нынешнего проекта<ref>{{статья |автор=|заглавие=Reach for the stars on a beam of light |ссылка=http://www.telegraph.co.uk/news/worldnews/northamerica/usa/1385077/Reach-for-the-stars-on-a-beam-of-light.html |язык=en |издание=The Telegraph |тип= |год=2002 |месяц=02 |число=16 |том= |номер= |страницы= |doi= |issn=}}</ref><ref>{{статья |автор=Джеффри А. Лэндис |заглавие=Малый межзвездный зонд, разгоняемый лазером |ссылка=http://go2starss.narod.ru/pub/E002_LSIP.html |язык= |издание=Горизонт возможного |тип= |год=1995 |месяц= |число= |том= |номер= |страницы= |doi= |issn=}}</ref>. Но до настоящего времени она не получила практического развития из-за огромных технических трудностей и недостаточного уровня необходимых технологий<ref name="Economist">{{статья|автор=|заглавие=Space Travel - Starchip enterprise |ссылка=http://www.economist.com/news/science-and-technology/21696876-interstellar-travel-means-thinking-both-very-big-and-very-small-new-plan |язык=en|издание=[[The Economist]]: Science and technology|год=2016|месяц=04|число=16|номер=|страницы=|doi=}}</ref><ref name="Space" /><ref name="ScienceNews">{{статья |автор=Zeeya Merali |заглавие=Q&A: Web billionaire describes his plan to shoot for the stars |ссылка=http://www.sciencemag.org/news/2016/05/qa-web-billionaire-describes-his-plan-shoot-stars |язык=en |издание=Science - News |тип= |год=2016 |месяц=05 |число=26 |том= |номер= |страницы= |doi=10.1126/science.aaf5747 |issn=}}</ref>.
-Проект был анонсирован 12 апреля 2016 года (в 55ю годовщину первого [[Пилотируемый космический полёт|полёта человека в космос]]) на пресс-конференции, проведенной в [[Нью-Йорк]]е российским предпринимателем [[Юрий Мильнер|Юрием Мильнером]] и астрофизиком [[Стивен Хокинг|Стивеном Хокингом]], которые выступили в роли членов инициативного совета. Также в инициативный совет вошел генеральный директор [[Facebook]] [[Марк Цукерберг]]. Проект получил первоначальное финансирование в размере 100 миллионов долларов США на начало исследований в ближайшие годы, которые планируется потратить на исследование реализуемости концепции. Следующим этапом будет создание модели в масштабе 1/100. Мильнер оценивает окончательную стоимость миссии от  5 до 10 млрд долларов США, а также предполагает, что первый космический корабль можно будет запустить через 20 лет<ref name="Nytimes" /><ref name="CentauriDreams" /><ref>{{cite web|title=VLT to Search for Planets in Alpha Centauri System - ESO Signs Agreement with Breakthrough Initiatives|url=https://www.eso.org/public/news/eso1702/|website=[www.eso.org European Southern Observatory]|accessdate=15 April 2017}}</ref><ref>{{cite web|title=Internet Investor and Science Philanthropist Yuri Milner & Physicist Stephen Hawking Announce Breakthrough Starshot Project to Develop 100 Million Mile per Hour Mission to the Stars within a Generation |url=http://breakthroughinitiatives.org/News/4|website=breakthroughinitiatives.org|accessdate=2017-04-15 |lang=en}}</ref>.<!-- <ref name="Gizmodo">{{статья |автор=Maddie Stone |заглавие=Stephen Hawking and a Russian Billionaire Want to Build an Interstellar Starship |ссылка=http://gizmodo.com/a-russian-billionaire-and-stephen-hawking-want-to-build-1770467186 |язык=en |издание=Gizmodo |тип= |год=2016 |месяц=04 |число=12 |том= |номер= |страницы= |doi= |issn=}}</ref>-->
+Проект был анонсирован 12 апреля 2016 года (в 55ю годовщину первого [[Пилотируемый космический полёт|полёта человека в космос]]) на пресс-конференции, проведенной в [[Нью-Йорк]]е российским предпринимателем [[Юрий Мильнер|Юрием Мильнером]] и астрофизиком [[Стивен Хокинг|Стивеном Хокингом]], которые выступили в роли членов инициативного совета. Также в инициативный совет вошел генеральный директор [[Facebook]] [[Марк Цукерберг]]. Проект получил первоначальное финансирование в размере 100 миллионов долларов США (на начало исследований в ближайшие 5-10 лет), которые планируется потратить на исследование реализуемости концепции. Следующим этапом будет создание модели в масштабе 1/100. Мильнер оценивает окончательную стоимость миссии от  5 до 10 млрд долларов США, надеясь, что в будущем  другие частные инвесторы последуют его примеру, а также предполагает, что первый космический корабль можно будет запустить через 20 лет<ref name="Nytimes" /><ref name="CentauriDreams" /><ref>{{cite web|title=Internet Investor and Science Philanthropist Yuri Milner & Physicist Stephen Hawking Announce Breakthrough Starshot Project to Develop 100 Million Mile per Hour Mission to the Stars within a Generation |url=http://breakthroughinitiatives.org/News/4|website=breakthroughinitiatives.org|accessdate=2017-04-15 |lang=en}}</ref><ref name=PopMech /><ref name="ScienceNews" />.<!-- <ref name="Gizmodo">{{статья |автор=Maddie Stone |заглавие=Stephen Hawking and a Russian Billionaire Want to Build an Interstellar Starship |ссылка=http://gizmodo.com/a-russian-billionaire-and-stephen-hawking-want-to-build-1770467186 |язык=en |издание=Gizmodo |тип= |год=2016 |месяц=04 |число=12 |том= |номер= |страницы= |doi= |issn=}}</ref>-->
-Сразу после официального анонса программы на авторов проекта обрушилась волна критики со стороны ученых и технических специалистов в различных областях<ref>{{статья |автор=Борис Штерн |заглавие=Двойка по физике Мильнеру с Хокингом |ссылка=http://trv-science.ru/2016/04/19/dvojka-po-fizike/ |язык= |издание=[[Троицкий вариант - Наука]] |тип= |год=2016 |месяц=04 |число=19 |том= |номер=202 |страницы=5, |doi= |issn=}}</ref>. Некоторые критические замечания были приняты во внимание, и первоначальный план полета Любина был несколько скорректирован в первой итерации<ref name=PopMech />.
+Сразу после официального анонса программы на авторов проекта обрушилась волна критики со стороны ученых и технических специалистов в различных областях<ref>{{статья |автор=Борис Штерн |заглавие=Двойка по физике Мильнеру с Хокингом |ссылка=http://trv-science.ru/2016/04/19/dvojka-po-fizike/ |язык= |издание=[[Троицкий вариант-Наука]] |тип= |год=2016 |месяц=04 |число=19 |том= |номер=202 |страницы=5, |doi= |issn=}}</ref>. Некоторые критические замечания были приняты во внимание, и первоначальный план полета Любина был несколько скорректирован в первой итерации<ref name=PopMech />. Была открыта публичная дискуссия<ref name="Challenges">{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/Challenges/3 |title=Breakthrough StarShot: Challenges |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-06 |lang=en}}</ref>, где все желающие могут обсуждать технические трудности на пути реализации проекта и пути их преодоления; в ней активно участвуют члены команды проекта<ref name=TrVN />.
 В августе 2016 года, учёные, участвующие в работе проекта Breakthrough Starshot, провели первое научное заседание, где обсудили перспективы разработки системы, которая отправит нанозонды к Альфе и Проксиме Центавра в середине столетия<ref>{{Cite web|url=https://ria.ru/science/20160830/1475606126.html|title=Фонд Мильнера провел первое заседание по полету к планете Проксима b|author=|work=|date=2016-08-30|publisher=РИА Новости|accessdate=2016-08-30}}</ref>.
-В начале 2017 к общему проекту [[Breakthrough Initiatives]] присоединилась [[Европейская южная обсерватория]] (ESO). По условиям подписанного соглашения Breakthrough Initiatives будет финансировать работы по модернизации инструмента VISIR на принадлежащем ESO [[Very Large Telescope|Очень большом телескопе]] в [[Чили]] с целью его усовершенствования и увеличения эффективности поиска [[Зона обитаемости|потенциально обитаемых]] [[экзопланета|экзопланет]] в звездной системе Альфы Центавра, куда в перспективе можно было бы отправить миссию Breakthrough Starshot. ESO же предоставит Breakthrough Initiatives время для наблюдений на Очень большом телескопе в 2019 году для проведения подробных наблюдений <ref>{{cite web|title=VLT to Search for Planets in Alpha Centauri System - ESO Signs Agreement with Breakthrough Initiatives|url=https://www.eso.org/public/news/eso1702/|website=[www.eso.org European Southern Observatory]|accessdate=15 April 2017}}</ref><ref>{{cite web|title=VLT to Search for Planets in Alpha Centauri System |url=http://breakthroughinitiatives.org/News/8 |website=breakthroughinitiatives.org |accessdate=2017-04-15 |lang=en}}</ref>.
+В начале 2017 к общему проекту [[Breakthrough Initiatives]] присоединилась [[Европейская южная обсерватория]] (ESO). По условиям подписанного соглашения Breakthrough Initiatives будет финансировать работы по модернизации инструмента VISIR на принадлежащем ESO [[Very Large Telescope|Очень большом телескопе]] в [[Чили]] с целью его усовершенствования и увеличения эффективности поиска [[Зона обитаемости|потенциально обитаемых]] [[экзопланета|экзопланет]] в звездной системе Альфы Центавра, куда в перспективе можно было бы отправить миссию Breakthrough Starshot. ESO же предоставит Breakthrough Initiatives время для наблюдений на Очень большом телескопе в 2019 году для проведения подробных наблюдений <ref>{{cite web|title=VLT to Search for Planets in Alpha Centauri System - ESO Signs Agreement with Breakthrough Initiatives|url=https://www.eso.org/public/news/eso1702/|website=[http://www.eso.org European Southern Observatory]|accessdate=15 April 2017}}</ref><ref>{{cite web|title=VLT to Search for Planets in Alpha Centauri System |url=http://breakthroughinitiatives.org/News/8 |website=breakthroughinitiatives.org |accessdate=2017-04-15 |lang=en}}</ref>.
 == Концепция ==
-Концепция StarShot предусматривает запуск базового корабля, который доставит около тысячи крошечных (массой 1 грамм)<ref name="CentauriDreams" /> космических аппаратов на высокую орбиту, а затем запустит их один за другим. Каждый микрозонд соединен сверхпрочными стропами с [[солнечный парус|солнечным парусом]] размерами около 4×4 м, толщиной 100 [[нанометр|нм]] и массой 1 г<ref name="IUT">{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=5&page=2 |title=Lightsail: Integrity under Thrust |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-03 |lang=en}}</ref>. Затем наземные лазеры в течение 10 минут фокусируют на парусе луч мощностью 50–100 ГВт<ref name="Concept">{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/Concept/3 |title=Breakthrough StarShot: Concept |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-03 |lang=en}}</ref>. Лазерная силовая установка представляет собой [[Фазированная антенная решётка|фазированную решетку]] из 20 млн небольших (с [[Апертура (оптика)|апертурой]] в 20–25 см) лазерных излучателей размером 1×1 км; с помощью фазирования (то есть изменения фаз на каждом отдельном излучателе) предполагается сфокусировать излучение с длиной волны 1,06 мкм со всей решетки в пятно диаметром несколько метров на расстоянии до 2{{e|6}} км (предельная точность фокусировки 10<sup>−9</sup> радиана). Это обеспечит ускорение около 30 000 [[ускорение свободного падения|g]], за счёт чего зонды достигнут целевой скорости в 20% световой<ref name=PopMech>{{статья|автор=Дмитрий Мамонтов|заглавие=Межзвёздный полёт Breakthrough Starshot: проект Мильнера и Хокинга|ссылка=http://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/433210/Mezhzvyozdnyy_polyot_Breakthrough_Starshot_proekt_Milnera_i_Khokinga|язык=|издание=[[Популярная механика]]|год=2016|номер=7|страницы=|doi=}}</ref>.
+Концепция StarShot предусматривает запуск базового корабля, который доставит около тысячи крошечных (массой 1 грамм)<ref name="CentauriDreams" /> космических аппаратов на высокую орбиту, а затем запустит их один за другим. Каждый микрозонд соединен сверхпрочными стропами с [[солнечный парус|солнечным парусом]] размерами около 4×4 м, толщиной 100 [[нанометр|нм]] и массой 1 г<ref name="IUT">{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=5&page=2 |title=Lightsail: Integrity under Thrust |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-03 |lang=en}}</ref>. Затем наземные лазеры в течение 10 минут фокусируют на парусе луч мощностью 50–100 ГВт<ref name="Concept">{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/Concept/3 |title=Breakthrough StarShot: Concept |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-03 |lang=en}}</ref>. Лазерная силовая установка представляет собой [[Фазированная антенная решётка|фазированную решетку]] из 20 млн небольших (с [[Апертура (оптика)|апертурой]] в 20–25 см) лазерных излучателей размером 1×1 км; с помощью фазирования (то есть изменения фаз на каждом отдельном излучателе) предполагается сфокусировать излучение с длиной волны 1,06 мкм со всей решетки в пятно диаметром несколько метров на расстоянии до 2{{e|6}} км (предельная точность фокусировки 10<sup>−9</sup> радиана). Это обеспечит ускорение около 30 000 [[ускорение свободного падения|g]], за счёт чего зонды достигнут целевой скорости в 20% световой<ref name=TrVN />.
-Полет к Альфе Центавра продлится около 20 лет. Если там существуют планеты размером с Землю в пределах [[Зона обитаемости|обитаемой зоны]] (а пока достоверно подтверждено существование только одной из них - [[Проксима b|Проксимы b]]), ''Breakthrough Starshot'' будет пытаться нацелить космические корабли в пределах 1 [[астрономическая единица|астрономической единицы]] от них. С этого расстояния камеры будут способны получить изображение достаточно высокого качества, чтобы разглядеть рельеф планеты. Чтобы достичь такого разрешения с помощью [[Телескоп#Космические телескопы|космического телескопа]] на орбите Земли, этот телескоп должен был бы иметь размер порядка 300 км в диаметре<ref name="Target">{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/Target/3 |title=Breakthrough StarShot: Target |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-03 |lang=en}}</ref>.
+Полет к Альфе Центавра продлится около 20 лет. Если там существуют планеты размером с Землю в пределах [[Зона обитаемости|обитаемой зоны]] (а пока достоверно подтверждено существование только одной из них - [[Проксима b|Проксимы b]]<ref>{{Статья|автор=Guillem Anglada-Escudé, Pedro J. Amado, John Barnes, Zaira M. Berdiñas, R. Paul Butler|заглавие=A terrestrial planet candidate in a temperate orbit around Proxima Centauri|ссылка=http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1629/eso1629a.pdf|язык=en|издание=Nature|тип=|год=2016|месяц=08|число=25|том=536|выпуск=7617|номер=|страницы=437–440|issn=|doi=10.1038/nature19106}}</ref>), ''Breakthrough Starshot'' будет пытаться нацелить космические корабли в пределах 1 [[астрономическая единица|астрономической единицы]] от них. С этого расстояния камеры будут способны получить изображение достаточно высокого качества, чтобы разглядеть рельеф планеты. Чтобы достичь такого разрешения с помощью [[Телескоп#Космические телескопы|космического телескопа]] на орбите Земли, этот телескоп должен был бы иметь размер порядка 300 км в диаметре<ref name="Target">{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/Target/3 |title=Breakthrough StarShot: Target |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-03 |lang=en}}</ref>.
 Далее эта информация должна быть передана на Землю; по замыслу авторов проекта, у цели зонд маневрирует таким образом, что парус превращается в [[линза Френеля|линзу Френеля]], фокусирующую сигнал зонда в направлении Земли. Согласно оценкам, идеальная линза при идеальной фокусировке и идеальной ориентации усиливает сигнал мощностью 1 Вт до 10<sup>13</sup> Вт в изотропном эквиваленте. Так что каждый крошечный космический аппарат будет передавать данные с помощью компактной системы лазерной связи на борту, используя собственный парус в качестве антенны. Через пять лет эти данные принимаются на Земле с помощью той же лазерной системы<ref name="Concept" /><ref name=PopMech />. Возвращения же самих зондов не предполагается, т.к. системы их торможения не предусмотрено<ref name="Economist" />.
-Помимо исследования экзопланет в системе Альфы Центавра, можно организовать миссию и к другой звёздной системе, правда, полёт к ближайшей из них даже со скоростью 0,2[[скорость света|c]] займёт уже 50 лет. Однако возможны и другие варианты полезного применения компонент ''Breakthrough Starshot'' в астрофизике. Лазерная установка - самая дорогая часть проекта - может быть впоследствии использована и для полётов других космических аппаратов как в Солнечной системе, так и за её пределы<ref name="Nytimes" />. Так, космический нанокорабль, разогнанный до 20% скорости света, способен долететь до [[Марс]]а за час (тогда как современному аппарату для этого требуется порядка 9 месяцев), до [[Плутон]]а (куда аппарат "[[Новые горизонты]]" летел 9 лет) - за день, а за неделю попасть в межзвёздное пространство. Даже скорость в 2% скорости света позволит существенно сократить время полёта. А лазерная установка может гипотетически использоваться и как телескоп беспрецедентных размеров, и как инструмент для обнаружения [[Астероиды, сближающиеся с Землёй|астероидов, представляющих угрозу для Земли]], на большом расстоянии<ref name="Target" />.
+Помимо исследования экзопланет в системе Альфы Центавра, можно организовать миссию и к другой звёздной системе, правда, полёт к ближайшей из них даже со скоростью 0,2[[скорость света|c]] займёт уже 50 лет. Однако возможны и другие варианты полезного применения компонент ''Breakthrough Starshot'' в астрофизике. Лазерная установка - самая дорогая часть проекта - может быть впоследствии использована и для {{нп5|Лучевой (лазерный) двигатель|полётов||Laser propulsion}} других космических аппаратов как в Солнечной системе, так и за её пределы<ref name="Nytimes" /><ref>{{Статья|автор=Bergstue, Grant; Fork, Richard; Reardon, Patrick|заглавие=An advanced optical system for laser ablation propulsion in space|ссылка=|язык=en|издание=Acta Astronautica|тип=|год=2014|месяц=03|число=|том=96|выпуск=|номер=|страницы=97-105|issn=|doi=
+.1016/j.actaastro.2013.11.021}}</ref>. Так, космический нанокорабль, разогнанный до 20% скорости света, способен долететь до [[Марс]]а за час (тогда как современному аппарату для этого требуется порядка 9 месяцев), до [[Плутон]]а (куда аппарат "[[Новые горизонты]]" летел 9 лет) - за день, а за неделю попасть в межзвёздное пространство. Даже скорость в 2% скорости света позволит существенно сократить время полёта. Кроме того, лазерная установка может гипотетически использоваться и как телескоп беспрецедентных размеров, и как инструмент для [[защита от астероидов|защиты от астероидов]], способный обнаруживать [[потенциально опасные объекты]] на большом расстоянии и даже изменять их траекторию с помощью {{нп5|Лазерная абляция астероидов|технологии||Asteroid Laser Ablation}} [[лазерная абляция|лазерной абляции]]<ref>{{статья|автор=Philip Lubin, Gary B. Hughes, Mike Eskenazi, Kelly Kosmo, Isabella E. Johansson, Janelle Griswold, Mark Pryor, Hugh O'Neill, Peter Meinhold, Jonathon Suen, Jordan Riley, Qicheng Zhang, Kevin Walsh, Carl Melis, Miikka Kangas, Caio Motta, Travis Brashears |заглавие=Directed EnergyMissions for Planetary Defense |ссылка=https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1604/1604.03511.pdf|язык=en|издание=[[arxiv.org]]|год=2016|номер=|страницы=|doi=10.1016/j.asr.2016.05.021}}</ref><ref name="Target" /><ref name=TrVN /><ref name="Policy">{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=15&page=1 |title=Policy: Light beamer and relativistic-speed nanocrafts |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-17 |lang=en}}</ref>.
-Но в любом случае, по словам Филипа Любина, первые полеты будут совершаться в пределах Солнечной системы: «Поскольку мы можем посылать огромное количество зондов, это дает нам много разных возможностей. Мы также можем посылать подобные маленькие (wafer-scale, то есть на чипе) зонды на обычных ракетах и использовать те же технологии для изучения Земли или планет и их спутников в Солнечной системе»<ref name=PopMech />.
+Но в любом случае, по словам Филипа Любина, первые полеты будут совершаться в пределах Солнечной системы: «Поскольку мы можем посылать огромное количество зондов, это дает нам много разных возможностей. Мы также можем посылать подобные маленькие (wafer-scale, то есть на чипе) зонды на обычных ракетах и использовать те же технологии для изучения Земли или планет и их спутников в Солнечной системе»<ref name=PopMech /><ref name=TrVN />.
 === Связь с SETI ===
-Если человечество в своём научно-техническом развитии будет способно осуществить подобную миссию, можно предположить такую возможность и для другой гипотетической [[внеземная цивилизация|внеземной цивилизации]]. Так что в рамках проекта [[SETI]] одним из направлений может стать попытка зафиксировать признаки работы лазерной разгонной установки ввиду её исключительной мощности<ref name=LoebSETI>{{статья|автор=James Guillochon, Abraham Loeb|заглавие=SETI via Leakage from Light Sails in Exoplanetary Systems |ссылка=https://arxiv.org/pdf/1508.03043.pdf|язык=en|издание=[[arxiv.org]]|год=2015|номер=|страницы=|doi=10.1088/2041-8205/811/2/L20}}</ref>.
+Если человечество в своём научно-техническом развитии будет способно осуществить подобную миссию, можно предположить такую возможность и для другой гипотетической [[внеземная цивилизация|внеземной цивилизации]]. Так что в рамках проекта [[SETI]] одним из направлений может стать попытка зафиксировать признаки работы лазерной разгонной установки ввиду её исключительной мощности. Согласно расчётам, излучая в микроволновом диапазоне, она могла бы создавать поток в несколько [[Янски]] на расстоянии 100 [[парсек|пк]] в течение нескольких десятков секунд, который можно было бы зарегистрировать с вероятностью 10% при продолжительности наблюдения в 5 лет<ref name=LoebSETI>{{статья|автор=James Guillochon, Abraham Loeb|заглавие=SETI via Leakage from Light Sails in Exoplanetary Systems |ссылка=https://arxiv.org/pdf/1508.03043.pdf|язык=en|издание=[[arxiv.org]]|год=2015|номер=|страницы=|doi=10.1088/2041-8205/811/2/L20}}</ref>.
 == Технические проблемы ==
-Использование света для движения требует огромной мощности: лазер гигаваттной мощности обеспечит лишь 7 ньютонов тяги<ref name="Economist" />. Космический корабль будет компенсировать малую тягу за счет малой массы, всего в несколько граммов. И каждый из них должен нести на себе камеру, управляющий модуль, узел связи, систему ориентации и источник энергии<ref name="Economist" /><ref name="Challenges">{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/Challenges/3 |title=Breakthrough StarShot: Challenges |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-06 |lang=en}}</ref>. Но размещение такого количества полезной нагрузки в предельно маленьком объёме вполне реализуемо на сегодняшний день благодаря прогрессу в микроэлектронике наряду с удешевлением производства в соответствии с [[закон Мура|законом Мура]], отмечает Мильнер<ref name="CentauriDreams" /><ref name="Concept" />. Источником питания зондов может служить миниатюрный [[радиоактивность|радиоактивный]] источник, например, такой как [[америций-241]], используемый в детекторах дыма, либо традиционный [[плутоний-238]]<ref name="Nytimes" /><ref name="Space">{{статья |автор=Jesse Emspak |заглавие=No Breakthrough Yet: Stephen Hawking's Interstellar 'Starshot' Faces Challenges |ссылка=http://www.space.com/32592-breakthrough-starshot-interstellar-laser-sail-challenges.html#sthash.PN71yMD3.dpuf |язык=en |издание=Space.com |тип= |год=2016 |месяц=04 |число=15 |том= |номер= |страницы= |doi= |issn=}}</ref><ref name="Battery">{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=16&page=1 |title=Gram-Scale Starchip Components: Battery |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-06 |lang=en}}</ref>.
+Использование света для движения требует огромной мощности: лазер гигаваттной мощности обеспечит лишь 7 ньютонов тяги<ref name="Economist" />. Космический корабль будет компенсировать малую тягу за счет малой массы, всего в несколько граммов. И каждый из них должен нести на себе камеру, управляющий модуль, узел связи, систему ориентации и источник энергии<ref name="Economist" /><ref name="Challenges" />. Но размещение такого количества полезной нагрузки в предельно маленьком объёме вполне реализуемо на сегодняшний день благодаря прогрессу в микроэлектронике наряду с удешевлением производства в соответствии с [[закон Мура|законом Мура]], отмечает Мильнер<ref name="CentauriDreams" /><ref name="Concept" />. Источником питания зондов может служить миниатюрный [[радиоактивность|радиоактивный]] источник, например, такой как [[америций-241]], используемый в детекторах дыма, либо традиционный [[плутоний-238]]<ref name="Nytimes" /><ref name="Space">{{статья |автор=Jesse Emspak |заглавие=No Breakthrough Yet: Stephen Hawking's Interstellar 'Starshot' Faces Challenges |ссылка=http://www.space.com/32592-breakthrough-starshot-interstellar-laser-sail-challenges.html#sthash.PN71yMD3.dpuf |язык=en |издание=Space.com |тип= |год=2016 |месяц=04 |число=15 |том= |номер= |страницы= |doi= |issn=}}</ref><ref name="Battery">{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=16&page=1 |title=Gram-Scale Starchip Components: Battery |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-06 |lang=en}}</ref>.
 Все компоненты должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать экстремальные ускорения (ещё предстоит проверить, как поведёт себя в таких условиях вся электроника), холод, вакуум и столкновения с протонами. Космический аппарат должен будет выдержать также многочисленные столкновения с [[космическая пыль|космической пылью]]. Ожидается, что каждый фронтальный квадратный сантиметр столкнется на высокой скорости (что значительно усиливает потенциальную опасность) с примерно тысячью частиц размером 0,1 мкм и выше<ref name="Economist" /><ref name="IntestellarDust">{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=7&page=1 |title=Cruise: Interstellar Dust |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-06 |lang=en}}</ref><ref name="Space" />. Взаимодействие с [[межзвёздная среда|межзвёздным газом и пылью]] может привести к искажению траектории аппаратов, их перегреву, механическому повреждению и даже полному разрушению, в зависимости от материала; по оценкам специалистов проекта, [[графит]] менее уязвим, чем [[кварц]]<ref name=LoebInterstellar>{{статья|автор=Thiem Hoang, A. Lazarian, Blakesley Burkhart, Abraham Loeb|заглавие=The interaction of relativistic spacecrafts with the interstellar medium |ссылка=https://arxiv.org/pdf/1608.05284.pdf|язык=en|издание=[[arxiv.org]]|год=2016|номер=|страницы=|doi=10.3847/1538-4357/aa5da6}}</ref>. Однако вероятность столкновений с частицами размером даже 1 мкм в относительно разреженном пространстве для миниатюрных аппаратов остаётся довольно малой<ref name="Space" />; для бо́льших размеров она и вовсе пренебрежимо мала<ref name="IntestellarDust" />. Можно минимизировать поперечное сечение столкновения, развернув аппараты в направлении длины вдоль линии движения или вообще сделав их в форме тонких игл. Также предлагается использовать покрытие защитным слоем, например, из {{нп5|рандоль|рандоля||Beryllium copper}}. Рассматриваются даже варианты покрытия с такими свойствами, которые давали бы возможность собирать тепловую энергию столкновений и превращать её в полезную<ref name="ProtectCoating">{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=20&page=1 |title=Gram-Scale Starchip Components: Protective Coating |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-07 |lang=en}}</ref>. Отклонения же от траектории достаточно малы, и их легко будет компенсировать с помощью {{нп5|фотонный двигатель ориентации|фотонных двигателей ориентации||Photonic laser thruster}}<ref name="IntestellarDust" /><ref name=Lubin />. Наконец, потери призвана компенсировать большая численность нанозондов<ref name="Concept" /><ref name="Space" /><ref name="Nytimes" />.
-Парус также будет подвергаться экстремально сильным нагрузкам, поэтому требования к нему также очень высоки. В исходном варианте Любина<ref name=Lubin /> его площадь составляла всего 1 м<sup>2</sup>, но при таких параметрах он может не выдержать нагрева при разгоне в поле лазерного излучения, поэтому новый вариант использует парус площадью 16 м<sup>2</sup>, так что тепловой режим будет хотя и довольно жестким, но, по предварительным оценкам, не должен расплавить или разрушить парус<ref name="IUT" />. Задача упрощается тем, что парус должен отражать излучение лишь конкретной частоты<ref name="Economist" />, что позволяет использовать в качестве основы для него не металлизированные покрытия, а многослойные полностью [[диэлектрическое зеркало|диэлектрические зеркала]] с очень низким [[Коэффициент поглощения (оптика)|коэффициентом поглощения]] (10<sup>−5</sup>), но добиться хорошего [[Коэффициент отражения (оптика)|коэффициента отражения]] от диэлектрика при толщине паруса в 100 нм (а это много меньше длины волны), очень сложно. Другой вариант — это использование однослойного зеркала из материала с низким коэффициентом поглощения (10<sup>−9</sup>), такого, как оптические материалы для [[Оптическое волокно|световодов]]. Наконец, если использовать в качестве основы паруса монослой метаматериала с отрицательным показателем преломления (такой материал к тому же имеет наноперфорацию, что еще уменьшает его массу) - можно получить хорошее отражение даже при толщине паруса, много меньшей длины волны света.<ref name=PopMech /><ref name="IUT" />. Для сохранения формы предполагается армировать парус [[графен]]ом. Некоторые композитные материалы на основе графена могут сокращаться под действием приложенного электрического напряжения для активного управления. Для стабилизации парус можно раскрутить или придать ему форму обратного конуса для пассивной самостабилизации в поле лазерного излучения<ref name=PopMech /><ref name="IntestellarDust" /><ref>{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=21&page=1 |title=Lightsail: Structure |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-08 |lang=en}}</ref>. Последние расчёты, однако, показывают, что сферическая форма выгоднее во многих отношениях<ref name=LoebSail>{{статья|автор=Zachary Manchester, Abraham Loeb |заглавие=Stability of a Light Sail Riding on a Laser Beam |ссылка=https://arxiv.org/pdf/1609.09506.pdf|язык=en|издание=[[arxiv.org]]|год=2017|номер=|страницы=|doi=10.3847/2041-8213/aa619b}}</ref>.
+Парус также будет подвергаться экстремально сильным нагрузкам, поэтому требования к нему также очень высоки. В исходном варианте Любина<ref name=Lubin /> его площадь составляла всего 1 м<sup>2</sup>, но при таких параметрах он может не выдержать нагрева при разгоне в поле лазерного излучения, поэтому новый вариант использует парус площадью 16 м<sup>2</sup>, так что тепловой режим будет хотя и довольно жестким, но, по предварительным оценкам, не должен расплавить или разрушить парус<ref name="IUT" />. Задача упрощается тем, что парус не должен поглощать излучение лишь конкретной частоты<ref name="Economist" />, что позволяет использовать в качестве основы для него не металлизированные покрытия, а [[диэлектрическое зеркало|диэлектрические зеркала]]. В качестве материала паруса рассматриваются многослойные диэлектрические зеркала, отражающие 99,999% падающего света (по предварительным расчетам этого должно хватить, чтобы парус не расплавился в поле излучения 100-ГВт лазера). Альтернативный перспективный подход, позволяющий сделать толщину паруса меньше длины волны отражаемого света, — это использование в качестве его основы монослоя метаматериала с отрицательным [[Показатель преломления|показателем преломления]] (такой материал к тому же имеет наноперфорацию, что еще уменьшает его массу). Другой вариант — это однослойное диэлектрическое зеркало из материала с низким [[Коэффициент поглощения (оптика)|коэффициентом поглощения]] (10<sup>−9</sup>), такого, как оптические материалы для [[Оптическое волокно|световодов]]. Такое зеркало будет обладать сравнительно малым по сравнению с многослойным [[Коэффициент отражения (оптика)|коэффициентом отражения]], но зато оно будет иметь меньшую массу<ref name=PopMech /><ref name="IUT" />. С другой стороны, дополнительная сложность возникает из-за ускорения системы - оно вызывает постепенно увеличивающийся [[эффект Доплера|доплеровский сдвиг]] частоты попадающего на парус ускоряющего излучения, более чем на 20% в общей сложности. Поэтому придётся либо динамически перестраивать частоту лазеров, либо проектировать материал отражателя с двадцатипроцентной шириной полосы<ref name=TrVN />. Для сохранения формы предполагается армировать парус [[графен]]ом. Некоторые композитные материалы на основе графена могут сокращаться под действием приложенного электрического напряжения для активного управления. Для стабилизации парус можно раскрутить или придать ему форму обратного конуса для пассивной самостабилизации в поле лазерного излучения<ref name=PopMech /><ref name="IntestellarDust" /><ref>{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=21&page=1 |title=Lightsail: Structure |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-08 |lang=en}}</ref>. Последние расчёты, однако, показывают, что сферическая форма выгоднее во многих отношениях<ref name=LoebSail>{{статья|автор=Zachary Manchester, Abraham Loeb |заглавие=Stability of a Light Sail Riding on a Laser Beam |ссылка=https://arxiv.org/pdf/1609.09506.pdf|язык=en|издание=[[arxiv.org]]|год=2017|номер=|страницы=|doi=10.3847/2041-8213/aa619b}}</ref>.
 Далее, наземная силовая установка для разгона системы также представляет собой весьма сложную конструкторскую задачу ввиду своих беспрецедентных масштабов и мощности, эквивалентной 10–20 Красноярских ГЭС; излучение 100 ГВт в течение 100 секунд соответствует энергии порядка 1 тераджоуля<ref name="SOTB">{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=6&page=1 |title=Lightsale: Stability on the Beam |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-03 |lang=en}}</ref>. Однако её упрощает то, что мощности порядка 100 ГВт не требуются непрерывно, единовременно и длительно: по словам авторов проекта, лазер мог бы работать в режиме накопления мощности своего рода гигантским конденсатором и последующего излучения коротких импульсов примерно по 20 ГВт<ref name="Space" />. Это не так уж много по сравнению с современными энергетическими затратами для полётов традиционных ракет - порядка 45 ГВт на запуск и набор за первые 10 минут полёта кинетической энергии всего в несколько раз меньшей той, которой обладал бы нанокорабль, движущийся со скоростью 0,2c, как отмечает Филип Любин<ref name="Economist" />. Как вариант, предлагается сконструировать систему на базе {{нп5|MOPA|задающих генераторов||Laser_power_scaling#MOPA}}, бо́льшая часть элементов которой - просто усилители мощностью всего 0,1-3 кВт. Для каждого запуска наноаппаратов нужно 100-300 секунд непрерывной работы разгонной установки, что, с одной стороны, делает не столь критичным вопрос об охлаждении (можно использовать простую [[теплообменник|теплообменную систему]] или даже [[phase change material|материалы, способные поглощать тепло при фазовых переходах]])<ref>{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=26&page=1 |title=Launch: Cooling the Light Beamer |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-08 |lang=en}}</ref>, с другой - не позволяет задействовать современные петаваттные лазеры, способные генерировать лишь импульсы субмикросекундной длительности<ref name="LaserCost">{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=1&page=2 |title=Light Beamer: Cost |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-08 |lang=en}}</ref>. Тем не менее, в настоящий момент благодаря интенсивному развитию информационных технологий происходит значительное удешевление (в 2 раза каждые полтора года с 1990 по 2015 год) и увеличение масштаба мощностей, необходимых для систем обработки и хранения данных; также важную роль играет прогресс в области солнечной энергетики; к тому же, к этой области традиционно велик интерес военных. Всё это делает требуемые мощности лазерного излучения не столь уж недостижимыми<ref name="Economist" /><ref name="LaserCost"/>.
-Однако отдельную трудность представляет собой фокусировка всей этой мощности лазера на солнечные паруса размером 4х4 м с расстояния до 2{{e|6}} км - это соответствует предельной точности фокусировки 2{{e|-9}} радиана или 0,4 миллисекунды - для излучения с длиной волны 1 мкм это [[дифракционный предел]] системы с базой длиной 1 км<ref name="Phase">{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=28&page=1 |title=Light Beamer: Phase |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-11 |lang=en}}</ref>. При этом турбулентная атмосфера будет размывать луч в пятно размером примерно в 1 секунду (10<sup>−5</sup> радиана)<ref name=PopMech />. Задача наведения осложняется вращением Земли вокруг своей оси - на 2° за 10 минут, необходимые для разгона<ref>{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=3&page=1 |title=Launch: Keeping beam pointed on meter-scale lightsail |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-11 |lang=en}}</ref>. Улучшения разрешения на несколько порядков предполагается достичь с помощью [[адаптивная оптика|адаптивной оптики]] (АО), которая будет компенсировать атмосферные искажения<ref name=Pointing>{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=2&page=1 |title=Launch: Precision pointing for a meter-scale lightsail |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-11 |lang=en}}</ref>. Лучшие системы АО в современных телескопах уменьшают размытие до десятков угловых миллисекунд, то есть до намеченной цели остается еще примерно два порядка<ref name="Atmosphere">{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=29&page=2 |title=Light Beamer: Atmosphere |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-08 |lang=en}}</ref>. Система Starshot принципиально отличается от обычного телескопа<ref>{{cite web |url=http://www.eventhorizontelescope.org/technology/building_a_larger_array.html |title=Building a larger array |author= |date= |website=[http://www.eventhorizontelescope.org Event Horizon Telescope] |publisher= |accessdate=2017-04-11 |lang=en}}</ref> по своим задачам и потому требует иного подхода<ref name=Pointing />. Установка будет представлять собой массив по принципу [[фазированная решетка|фазированной решётки]]<ref name="Phase" />. «Чтобы победить мелкомасштабную атмосферную турбулентность, фазированная решетка должна быть разбита на очень мелкие элементы, размер излучающего элемента для нашей длины волны должен составлять не более 20–25 см, — объясняет Филип Любин. — Это минимум 20 млн излучателей, но такое количество меня не пугает. Для обратной связи в системе АО мы планируем использовать много опорных источников — бакенов — и на зонде, и на материнском корабле, и в атмосфере. Кроме того, мы будем отслеживать зонд на пути к цели. Мы также хотим использовать звезды как бакен для настройки фазирования решетки при приеме сигнала от зонда по прибытии, но для надежности будем отслеживать зонд»<ref name=PopMech />. Предлагаемая технология уже используется в современных массивах радиотелескопов, давая разрешение до 60{{e|-6}}"<ref>{{cite web |url=http://www.keckobservatory.org/about/instrumentation |title=Instrumentation |author= |date= |website=[http://www.keckobservatory.org W. M. Keck Observatory] |publisher= |accessdate=2017-04-12 |lang=en}}</ref> (для излучения с длиной волны 1 мкм это как раз требуемый порядок 10<sup>−9</sup> радиана), хотя фазированную решётку такого масштаба из лазеров создать ещё не пытались, признаёт Любин<ref name="Space" /><ref name="Phase" />.
+Однако отдельную трудность представляет собой фокусировка всей этой мощности лазера на солнечные паруса размером 4х4 м с расстояния до 2{{e|6}} км - это соответствует предельной точности фокусировки 2{{e|-9}} радиана или 0,4 миллисекунды - для излучения с длиной волны 1 мкм это [[дифракционный предел]] системы с базой длиной 1 км<ref name="Phase">{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=28&page=1 |title=Light Beamer: Phase |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-11 |lang=en}}</ref>. При этом турбулентная атмосфера будет размывать луч в пятно размером примерно в 1 секунду (10<sup>−5</sup> радиана)<ref name=PopMech />. Задача наведения осложняется вращением Земли вокруг своей оси - на 2° за 10 минут, необходимые для разгона<ref>{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=3&page=1 |title=Launch: Keeping beam pointed on meter-scale lightsail |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-11 |lang=en}}</ref>. Улучшения разрешения на несколько порядков предполагается достичь с помощью [[адаптивная оптика|адаптивной оптики]] (АО), которая будет компенсировать атмосферные искажения<ref name=Pointing>{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=2&page=1 |title=Launch: Precision pointing for a meter-scale lightsail |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-11 |lang=en}}</ref>. Лучшие системы АО в современных телескопах уменьшают размытие до десятков угловых миллисекунд, то есть до намеченной цели остается еще примерно два порядка<ref name="Atmosphere">{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=29&page=2 |title=Light Beamer: Atmosphere |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-08 |lang=en}}</ref>. Система Starshot принципиально отличается от обычного телескопа<ref>{{cite web |url=http://www.eventhorizontelescope.org/technology/building_a_larger_array.html |title=Building a larger array |author= |date= |website=[http://www.eventhorizontelescope.org Event Horizon Telescope] |publisher= |accessdate=2017-04-11 |lang=en}}</ref> по своим задачам и потому требует иного подхода<ref name=Pointing />. Установка будет представлять собой массив по принципу [[фазированная решетка|фазированной решётки]]<ref name="Phase" />. «Чтобы победить мелкомасштабную атмосферную турбулентность, фазированная решетка должна быть разбита на очень мелкие элементы, размер излучающего элемента для нашей длины волны должен составлять не более 20–25 см, — объясняет Филип Любин. — Это минимум 20 млн излучателей, но такое количество меня не пугает. Для обратной связи в системе АО мы планируем использовать много опорных источников — бакенов — и на зонде, и на материнском корабле, и в атмосфере. Кроме того, мы будем отслеживать зонд на пути к цели. Мы также хотим использовать звезды как бакен для настройки фазирования решетки при приеме сигнала от зонда по прибытии, но для надежности будем отслеживать зонд»<ref name=PopMech /><ref name=TrVN />. Предлагаемая технология уже используется в современных массивах радиотелескопов, давая разрешение до 60{{e|-6}}"<ref>{{cite web |url=http://www.keckobservatory.org/about/instrumentation |title=Instrumentation |author= |date= |website=[http://www.keckobservatory.org W. M. Keck Observatory] |publisher= |accessdate=2017-04-12 |lang=en}}</ref> (для излучения с длиной волны 1 мкм это как раз требуемый порядок 10<sup>−9</sup> радиана), хотя фазированную решётку такого масштаба из лазеров создать ещё не пытались, признаёт Любин<ref name="Space" /><ref name="Phase" />.
+С другой стороны, расположение лазерной установки на Земле влечёт за собой и воздействие излучения на атмосферу, окружающую среду, оказывающиеся на его пути искусственные спутники Земли, - всё это также немаловажно учесть<ref name="Space" /><ref>{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=23&page=1 |title=Launch: Range safety and objects in beam path |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-12 |lang=en}}</ref>. Концентрация такой огромной мощности, вообще говоря, делает её потенциально очень опасным оружием: за 10 минут работы 100-гигаваттной установки выделяется энергия, эквивалентная [[Атомные_бомбардировки_Хиросимы_и_Нагасаки#Бомбардировка Хиросимы 6 августа 1945 года|взрыву атомной бомбы в Хиросиме]]. Если этот узконаправленный пучок отразить из космоса обратно в направлении Земли, это может иметь катастрофические последствия<ref name="Economist" />. Необходимо регламентировать работу сверхмощного лазерного массива на международном уровне<ref name="ScienceNews" /><ref name="Policy" />.
+Тем не менее, разгонную установку предполагается размещать именно на Земле: альтернатива в виде, например, обратной стороны поверхности [[Луна|Луны]] на сегодняшний день видится невыполнимой. К тому же, это создало бы даже бо́льшую угрозу безопасности<ref name="ScienceNews" />. Расположение на большой [[Высота над уровнем моря|высоте над уровнем моря]] позволит несколько снизить атмосферные искажения - примерно в 4 раза для 5 км над уровнем моря. Идеальным вариантом для запуска зондов к Проксиме Центавра, имеющей [[склонение (астрономия)|склонение]] -60°, была бы база в [[Антарктида|Антарктиде]], но создавать её полностью с нуля также практически нереализуемо, поэтому, скорее всего, будет выбран другой регион в Южном полушарии, например, в пустыне [[Атакама|пустыне Атакама]]<ref name="Atmosphere" />.
+Ещё одна трудность по ходу реализации плана - отправка данных от зонда на месте назначения к Земле с помощью лазерных передатчиков, установленных на каждом зонде, в пакетном режиме. Оптимальнее всего нацеливать сигнал непосредственно на Землю, используя естественные и искусственные бакены<ref name="Sending">{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=13&page=1 |title=Communication: Sending images with laser using sail as antenna |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-12 |lang=en}}</ref><ref name="PointingToEarth">{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=12&page=2 |title=Communication: Pointing transmitter towards earth |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-14 |lang=en}}</ref>. Чтобы свет от Проксимы не так сильно затмевал Солнце, можно осуществлять это через несколько дней после пролёта главной цели: через 3 дня при удалении на 100 а.е. соотношение яркости Солнца и Проксимы вырастет на 4 порядка<ref name="Receiving">{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=14&page=1 |title=Communication: Receiving images with light beamer array |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-12 |lang=en}}</ref>.
-С другой стороны, расположение лазерной установки на Земле влечёт за собой и воздействие излучения на атмосферу, окружающую среду, оказывающиеся на его пути искусственные спутники Земли, - всё это также немаловажно учесть<ref name="Space" /><ref>{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=23&page=1 |title=Launch: Range safety and objects in beam path |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-12 |lang=en}}</ref>. Концентрация такой огромной мощности, вообще говоря, делает её потенциально очень опасным оружием: за 10 минут работы 100-гигаваттной установки выделяется энергия, эквивалентная [[Атомные_бомбардировки_Хиросимы_и_Нагасаки#Бомбардировка Хиросимы 6 августа 1945 года|взрыву атомной бомбы в Хиросиме]]. Если этот узконаправленный пучок отразить из космоса обратно в направлении Земли, это может иметь катастрофические последствия<ref name="Economist" />.
+Столь же нетривиальной задачей является затем рассмотреть этот сигнал на фоне гораздо более мощного (на 13–14 порядков!) излучения звезды. С такого расстояния парус размером 4х4 м, который планируется использовать как антенну, фокусируется в [[пятно рассеяния|пятно]] размером 1{{e|7}} км, следовательно, массив принимающих устройств размером в 1 км (наиболее естественным видится использование в этом качестве той же лазерной установки, что и для разгона нанофлота) будет улавливать сигнал на 14 порядков слабее передаваемого<ref name="Sending" />. Однако современные технологии, например, [[Lunar Laser Com Demo (LLCD)]] на базе сверхпроводящих нанотрубок<ref>{{cite web |url=https://www.ll.mit.edu/publications/labnotes/nanowirephotondetector.html |title=Nanowire Single-Photon Detector Arrays |author= |date= October 2012|website=[http://www.ll.mit.edu/index.html Lincoln Laboratory, Massachusetts Institute of Technology] |publisher= |accessdate=2017-04-14 |lang=en}}</ref>, позволяют регистрировать даже отдельные фотоны лазерного излучения с очень больших расстояний<ref name="Receiving" />. Между тем и указанные параметры соответствуют [[дифракционный предел|дифракционному пределу]], на котором работают радиотелескопы, но пока ещё (на сегодняшний день) не лазерные системы. Для приближения разрешения к дифракционному пределу предлагается сигнал от зондов пропускать через линзу Френеля, в которую по достижении пункта назначения преобразуется парус<ref name="Sending" />. Как именно реализовать такое преобразование структуры и свойств паруса, ещё предстоит придумать; "Идея сделать из паруса линзу Френеля на основе тонкопленочного дифракционного элемента достаточно сложна и требует большой предварительной работы, чтобы понять, как именно лучше сделать это, - говорит Филип Любин. - Этот пункт на самом деле — один из главных в нашем плане проекта". Что же касается соотношения яркости сигналов, то по его же словам, «свет от звезды на самом деле довольно слаб, поскольку ширина линии нашего лазера очень мала. Узкая линия — ключевой фактор в сокращении фона"<ref name=PopMech />. Соответствующая длина волны же должна отличаться от той, на которую силовая установка настроена на этапе разгона, с учётом [[эффект Доплера|доплеровского сдвига]] из-за движения зонда-источника с большой скоростью<ref name="Sending" />.
-Тем не менее, разгонную установку предполагается размещать именно на Земле: альтернатива в виде, например, обратной стороны поверхности [[Луна|Луны]] на сегодняшний день видится невыполнимой. Расположение на большой [[Высота над уровнем моря|высоте над уровнем моря]] позволит несколько снизить атмосферные искажения - примерно в 4 раза для 5 км над уровнем моря. Идеальным вариантом для запуска зондов к Проксиме Центавра, имеющей [[склонение (астрономия)|склонение]] -60°, была бы база в [[Антарктида|Антарктиде]], но создавать её полностью с нуля также практически нереализуемо, поэтому, скорее всего, будет выбран другой регион в Южном полушарии, например, в пустыне Атакама<ref name="Atmosphere" />.
+Наконец, если будет создана фазированная решетка оптических излучателей/приемников излучения общей апертурой в километр, способная принимать сигнал от зондов, то она сама по себе будет представлять собой инструмент, который будет видеть экзопланеты с расстояния десятков парсек. Это вызывает закономерный вопрос, зачем вообще нужны в таком случае зонды. Но по словам Любина, в качестве более долговременной программы функционал зонда планируется расширить, добавив инфракрасный спектрометр в дополнение к камере и другим датчикам<ref name=PopMech /><ref name=TrVN>.
-Ещё одна трудность по ходу реализации плана - отправка данных от зонда на месте назначения к Земле с помощью лазерных передатчиков, установленных на каждом зонде, в пакетном режиме. Оптимальнее всего нацеливать сигнал непосредственно на Землю, используя естественные и искусственные бакены<ref name="Sending">{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=13&page=1 |title=Communication: Sending images with laser using sail as antenna |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-12 |lang=en}}</ref><ref name="PointingToEarth">{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=12&page=2 |title=Communication: Pointing transmitter towards earth |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-14 |lang=en}}</ref>. Чтобы свет от Проксимы не так сильно затмевал Солнце, можно осуществлять это через несколько дней после пролёта главной цели: через 3 дня при удалении на 100 а.е. соотношение яркости Солнца и Проксимы вырастет на 4 порядка<ref name="Receiving">{{cite web |url=http://breakthroughinitiatives.org/index.php?controller=Forum&action=viewforum&id=14&page=1 |title=Communication: Receiving images with light beamer array |author= |date= |website=http://breakthroughinitiatives.org |publisher= |accessdate=2017-04-12 |lang=en}}</ref>. Наконец, нетривиальной задачей является затем рассмотреть этот сигнал на фоне гораздо более мощного (на 13–14 порядков!) излучения звезды. С такого расстояния парус размером 4х4 м, который планируется использовать как антенну, фокусируется в [[пятно рассеяния|пятно]] размером 1 км<ref name="Sending" />. Чтобы не строить телескоп такого диаметра, наиболее естественным видится использование в этом качестве той же лазерной установки, что и для разгона нанофлота - это массив как раз такого размера, который можно перенастроить на приём сигнала. Он будет на 14 порядков слабее передаваемого, но современные технологии, например, [[Lunar Laser Com Demo (LLCD)]] на базе сверхпроводящих нанотрубок<ref>{{cite web |url=https://www.ll.mit.edu/publications/labnotes/nanowirephotondetector.html |title=Nanowire Single-Photon Detector Arrays |author= |date= October 2012|website=[http://www.ll.mit.edu/index.html Lincoln Laboratory, Massachusetts Institute of Technology] |publisher= |accessdate=2017-04-14 |lang=en}}</ref>, позволяют регистрировать даже отдельные фотоны лазерного излучения с очень больших расстояний<ref name="Receiving" />. Однако и указанные параметры соответствуют [[дифракционный предел|дифракционному пределу]], на котором работают радиотелескопы, но пока ещё (на сегодняшний день) не лазерные системы. Для приближения разрешения к дифракционному пределу предлагается сигнал от зондов пропускать через линзу Френеля, в которую по достижении пункта назначения преобразуется парус<ref name="Sending" />. Как именно реализовать такое преобразование структуры и свойств паруса, ещё предстоит придумать; "Идея сделать из паруса линзу Френеля на основе тонкопленочного дифракционного элемента достаточно сложна и требует большой предварительной работы, чтобы понять, как именно лучше сделать это, - говорит Филип Любин. - Этот пункт на самом деле — один из главных в нашем плане проекта". Что же касается соотношения яркости сигналов, то по его же словам, «свет от звезды на самом деле довольно слаб, поскольку ширина линии нашего лазера очень мала. Узкая линия — ключевой фактор в сокращении фона"<ref name=PopMech />. Соответствующая длина волны же должна отличаться от той, на которую силовая установка настроена на этапе разгона, с учётом [[эффект Доплера|доплеровского сдвига]] из-за движения зонда-источника с большой скоростью<ref name="Sending" />.
 == См. также ==

Breakthrough Starshot: различия между версиями

Версия от 17:57, 18 апреля 2017

Содержание

История

Концепция

Связь с SETI

Технические проблемы

См. также

Примечания

Ссылки

Навигация

Breakthrough Starshot: различия между версиями

Версия от 17:57, 18 апреля 2017

История

Концепция

Связь с SETI

Технические проблемы

См. также

Примечания

Ссылки

Навигация

Поиск