Vôbec prvá medzihviezdna sonda by mohla plávať vesmírom ako loď naprieč oceánom, poháňaná veľmi sústredeným svetlom dopadajúcim na plachtu vo veľkosti štátu Texas. Niektorí vedci tvrdia, že slnečné plachtenie je pre ľudstvo zrejme najlepší spôsob, ako v blízkej budúcnosti navštíviť hviezdne systémy za hranicami našej slnečnej sústavy. Jedným dychom však dodávajú, že štart prvého medzihviezdneho letu sa tak skoro neuskutoční.
„Myslím si, že to ešte potrvá tak 300 až 500 rokov,“ hovorí podľa servera Space.com Les Johnson z americkej Národnej agentúry pre letectvo a vesmír (NASA), kde pracuje ako zástupca vedúceho oddelenia pokrokových koncepcií Marshallovho strediska vesmírnych letov. „Myslím, že ak niekedy skutočne vyšleme niečo k inej hviezde, budeme sa musieť najprv stať pánmi našej slnečnej sústavy,“ povedal.
Ak ľudstvo dúfa, že raz bude posielať kozmické lode k iným hviezdam, bude potrebovať nové pohonné systémy. Vzdialenosti, o ktoré ide, sú totiž pre tradičné chemické rakety príliš veľké. Napríklad nám najbližší hviezdny systém je trojhviezdie Alfa Centauri, ktoré je od nás vzdialené 4,3 svetelného roka. To je v prepočte 40 biliónov kilometrov. Vedci hovoria, že vesmírna loď s tradičným pohonom, ktorá by teraz bola vypustená, by tam cestovala okolo 40-tisíc rokov.
Inžinieri skúmajú najrôznejšie alternatívy pohonu, vrátane Warpu, využívajúceho zakrivenie priestoru, a motorov založených na reakciách hmoty a antihmoty. Podľa Johnsona sú však v súčasnosti najlákavejším variantom motory využívajúce jadrovú fúziu a obrie slnečné plachty.
Zádrh pre vedcov
Kozmické lode poháňané fúziou sú hudbou vzdialenej budúcnosti. Vedci si totiž stále lámu hlavu nad tým, ako tu na Zemi postaviť termojadrový reaktor, ktorý vyrobí viac energie, než spotrebuje. „Nielenže musíme tento problém vyriešiť, my musíme dosiahnuť to, aby sme produkovali oveľa viac energie, ako pri tom spotrebujeme. A navyše to všetko musíme výrazne zmenšiť, aby sme mohli uvažovať o inštalácii do vesmírnych lodí,“ upozorňuje Johnson. Slnečné plachtenie má svoje výhody, ale aj problémy, cez ktoré sa výskumníci stále snažia dostať.
Výhoda solárnych plachiet spočíva v zaujímavej skutočnosti, že elementárne častice zvané fotóny majú pohybovú hmotnosť, nie však pokojovú. Keď fotóny narazia do plachty s reflexným povrchom, odovzdajú svoju pohybovú hmotnosť plachte a lodi, ktorú tým mierne postrčia. Tento efekt postupne narastá a môže aparát vybavený takouto plachtou postupne postrkávať až na ohromné rýchlosti. A to bez nutnosti paliva.
Táto technológia už bola vo vesmíre vyskúšaná. V júni 2010 japonská sonda Ikaros roztiahla plachtu širokú 14 metrov a o päť mesiacov neskôr vypustila NASA ešte menší aparát NanoSail-D. To sú však len prvé, maličké krôčiky k medzihviezdnym výpravám. Slnečné plachty musia byť oveľa väčšie, aby zachytili dostatočné množstvo fotónov na dosiahnutie iných hviezdnych sústav v rozumnom čase – povedzme niekoľkých storočí.
Veľká ako Texas, tenká ako vlas
„Fyzici nám hovoria, že pôjde o veľkosť s rozlohou Texasu,“ konštatuje Johnson. Materiál, z ktorých budú plachty vyrobené, pritom musí byť tenší ako ľudský vlas. To znamená, že je potrebné prekonať aj ďalšie ťažkosti.
Johnson poukazuje aj na ďalšie otázky, ktoré je potrebné vyriešiť. Ideálne pre loď mieriacu k inej hviezde by bolo roztiahnuť plachtu relatívne blízko k Slnku – možno niekde vo vzdialenosti obežnej dráhy Merkúru, aby bol nápor fotónov na začiatku cesty čo najsilnejší. Ako sa však vesmírny koráb bude vzďalovať od Slnka, prúd fotónov bude samozrejme klesať. Takže ľudstvo bude musieť tento slabnúci pohon cestou niečím nahradiť.
Napríklad laserom umiestneným vo vesmíre, ktorý bude na plachtu žiariť, až kým loď nevstúpi do temných hlbín kozmu. To sa podľa vedcov ľahšie povie, ako urobí.
Neprekonateľné výzvy
„Laser bude potrebné zamerať oveľa presnejšie, ako to teraz dokážeme, aby zostal sústredený na plachtu,“ vysvetľuje Johnson. „Bude potrebnej veľa energie, aby sa lúč nerozptyľoval a aby sa energia nestrácala.“
Podľa terajších odhadov bude nutné mať lasery s výkonom v zásade porovnateľné s tým, čo má dnes k dispozícii celé ľudstvo, podotkol vedec. Výzvy spojené s medzihviezdnym letmi sa nám tak teraz môžu zdať neprekonateľné. Johnson však verí, že ľudstvo ich zvládne zhruba v dobe, keď naše stopy budú po celej našej slnečnej sústave. Až sa raz staneme medziplanetárnym druhom, ktorý dokáže získavať suroviny a energiu z vesmíru, potom bude možné obrátiť zrak k ďalším hviezdam, hovorí.