Wyślemy sondę do innej gwiazdy. Jest jedno "ale"

Organizacja non-profit Fermi Explorer Mission ogłosiła plan misji, która ma zapisać się złotymi zgłoskami w historii podboju kosmosu. Celem jest wystrzelenie przed końcem 2029 r. niewielkiego statku kosmicznego na trajektorię prowadzącą do układu Alfa Centauri, najbliższego sąsiada naszego Układu Słonecznego.

Ile potrwa podróż. Tu małe rozczarowanie. Lot do najbliższej nam gwiazdy (poza Słońcem) potrwa około 80 tys. lat. Zdaniem twórów projektu właśnie w tym tkwi sens przedsięwzięcia, ktoś musi wykonać pierwszy krok, nawet jeśli jego zakończenia nie doczeka ani on sam, ani kolejne tysięce pokoleń.

Fermi Explorer ma być przy tym pierwszą sondą stworzoną specjalnie po to, aby lecieć w kierunku konkretnego układu gwiazdowego. Oczywiście są jeszcze sondy Voyager 1 i Voyager 2 i choć oba statki znajdują się już w przestrzeni międzygwiazdowej, to ich trajektorie nie zostały zaplanowane jako lot do konkretnej gwiazdy.

Alfa Centauri znajduje się około 4,4 roku świetlnego od Ziemi. W skali kosmicznej to bardzo blisko, dosłownie rzut kamieniem. W skali możliwości współczesnej astronautyki jest to jednak przepaść.

Światło pokonuje tę odległość w ponad cztery lata. Żaden stworzony przez człowieka napęd nie osiąga nawet procenta tej wartości. Prędkość sondy Parker Solar Probe, która jest najszybszym obiektem stworzonym przez człowieka, stanowi zaledwie około 0,059 proc. prędkości światła. Fermi Explorer nie próbuje jednak pobić rekordu prędkości.

Plan zakłada niewielki statek o masie około 100–200 kg oraz co najmniej kilogram ładunku. Cała misja, od zaprojektowania i budowy przez start aż po operowanie sondą, ma kosztować mniej niż 15 mln dolarów. Organizacja ma już otrzymać ofertę od dużego producenta satelitów, który deklaruje wykonanie zadania w ramach tego budżetu.

To właśnie koszt jest jednym z najbardziej nietypowych elementów całego przedsięwzięcia. Klasyczne programy międzyplanetarne dużych agencji kosmicznych pochłaniają setki milionów, a często miliardy dolarów. Fermi Explorer próbuje odwrócić tę logikę, zamiast czekać na technologię, która pozwoli kiedyś polecieć do gwiazd w ciągu kilkudziesięciu lat, chce wysłać prostą sondę już teraz.

Sonda ma korzystać z napędu elektrycznego. To technologia znana i stosowana w prawdziwych misjach kosmicznych, choć jej charakter sprawia, że trudno porównywać ją z klasycznymi silnikami chemicznymi.

Napędy elektryczne generują niewielki ciąg, ale mogą działać bardzo długo i niezwykle efektywnie wykorzystują paliwo. W przypadku Fermi Explorera właśnie długi czas działania oraz odpowiednio zaplanowana trajektoria mają pozwolić osiągnąć cel.

Zespół chce przy tym ograniczyć prace badawczo-rozwojowe do minimum i wykorzystać możliwie dużo sprawdzonych komponentów. Na stronie projektu podkreślono, że priorytetem jest wykonanie podstawowych założeń misji, a nie tworzenie od podstaw nowej generacji technologii kosmicznych.

To zupełnie inne podejście niż w przypadku koncepcji Breakthrough Starshot. Tam zakładano wykorzystanie potężnych laserów do rozpędzania miniaturowych sond z żaglami do około 20 proc. prędkości światła. Przy takiej prędkości lot do Proximy Centauri, znajdującej się w układzie Alfa Centauri, mógłby potrwać około 20 lat.

Problem polega na tym, że technologia potrzebna do realizacji takiego scenariusza wciąż nie jest gotowa. Fermi Explorer wybiera więc rozwiązanie znacznie wolniejsze, ale możliwe do zbudowania przy użyciu istniejących technologii.

80 tys. lat trudno sobie nawet wyobrazić. Dlatego Fermi Explorer nie celuje w miejsce, w którym Alfa Centauri znajduje się obecnie. Gwiazdy poruszają się w przestrzeni, dlatego nawigatorzy muszą uwzględnić ich przyszłe położenie. Według planu sonda powinna dotrzeć w okolice układu po około 77,5 tys. lat. W wariancie zakładającym przecięcie płaszczyzny ekliptyki mowa jest o około 79,5 tys. lat.

Celem nie jest nawet precyzyjne wejście w okolice samych gwiazd. Zespół zakłada przelot w odległości około 2600 jednostek astronomicznych od środka układu Alfa Centauri. Jednostka astronomiczna odpowiada średniej odległości Ziemi od Słońca, więc mówimy o dystansie ogromnym z naszego punktu widzenia.

Twórcy projektu przyjmują więc bardzo pragmatyczną definicję sukcesu. Nie trzeba lądować na planecie ani nawet zbliżyć się do gwiazdy na odległość typową dla współczesnych sond planetarnych. Najważniejsze jest skierowanie stworzonego przez człowieka statku w stronę innej gwiazdy i doprowadzenie go w jej odległe okolice.

Właśnie tutaj pojawia się drugi, znacznie ciekawszy cel misji. Nazwa Fermi Explorer nie jest przypadkowa. Nawiązuje do paradoksu Fermiego, czyli pytania, dlaczego w ogromnym Wszechświecie nie znaleźliśmy dotąd jednoznacznych śladów innych cywilizacji technologicznych.

Skoro w Drodze Mlecznej znajdują się miliardy gwiazd, a wiemy już o istnieniu ogromnej liczby planet poza Układem Słonecznym, naturalne staje się pytanie: gdzie są wszyscy?

Fermi Explorer nie rozwiąże tego problemu. Może jednak dostarczyć odpowiedzi na jedno z pytań stojących za paradoksem, czy cywilizacja technologiczna w ogóle jest w stanie wysłać coś do najbliższej gwiazdy bez wydawania niewyobrażalnych pieniędzy i budowania technologii, której jeszcze nie posiadamy.

Jeżeli ludzkość rzeczywiście rozpocznie taką podróż w 2029 r., będzie to pewien eksperyment cywilizacyjny. Pokażemy, że wysłanie sondy między gwiazdy nie musi być wyłącznie koncepcją z prac naukowych i filmów science fiction.

Projekt ma również bardziej symboliczny wymiar. Fermi Explorer chce umieścić na pokładzie kopię słynnej Złotej Płyty, która znajduje się na pokładzie sondy Voyager. Rozważane są również dodatkowe instrumenty naukowe oraz elementy artystyczne.

Ich twórcy muszą zaakceptować nietypową perspektywę czasową. W przypadku wielu eksperymentów dane mogą wrócić dopiero za około 80 tys. lat. Nie jest to więc misja, której wyniki przeanalizują obecni naukowcy. Jej odbiorcami będą ludzie żyjący w cywilizacji, której kształtu nie jesteśmy dziś w stanie przewidzieć.

To prowadzi do ciekawego odwrócenia typowego sposobu myślenia o misjach kosmicznych. Zazwyczaj projektuje się sondę z myślą o konkretnym celu naukowym i zespole, który będzie analizował wyniki. Tutaj sam fakt przetrwania urządzenia przez dziesiątki tysięcy lat stanie się częścią eksperymentu.

Projekt można wesprzeć finansowo na tej stronie: fermiexplorer.org/donate.

Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, niewielka sonda może więc opuścić Ziemię jeszcze przed końcem obecnej dekady. Nie będzie szybko przemierzać kosmosu. Nie prześle zdjęć egzoplanet w ciągu kilku lat i nie dostarczy odpowiedzi na pytanie, czy wokół Alfa Centauri istnieje życie.

Zrobi coś prostszego, a zarazem symbolicznego, rozpocznie podróż, której końca nie zobaczy żaden człowiek żyjący dzisiaj.

I być może właśnie dlatego ten projekt jest ciekawszy, niż sugerowałaby sama liczba 80 tys. lat. Fermi Explorer nie próbuje od razu podbić gwiazd. Próbuje sprawdzić, czy ludzkość jest gotowa zrobić pierwszy krok.