يمكن أن يكون الإبحار إلى النجوم بمقياس عمر الإنسان مسألة اختيار النوع المناسب من الرياح.
اقترح باحثون من جامعة ماكجيل في كندا ومؤسسة تاو زيرو في الولايات المتحدة طريقة جديدة لعبور المسافات غير العادية للفضاء بين النجوم ، باستخدام الكثير من لا شيء ولمسة من الإلهام من الطيور البحرية.
حتى الآن ، أحد الحلول الواعدة للسفر إلى الفضاء يستخدم طيف ضوء النجوم المتدفق من الشمس. على الرغم من صغر تأثيرها ، إلا أن الأعداد الهائلة والسرعات العالية تجعل الفوتونات مصدرًا مثيرًا للفضول للطاقة لبناء السرعة العالية اللازمة لعبور سنوات ضوئية من الفراغ في وقت قصير.
الابتكارات في تكنولوجيا الشراع الشمسي لها تقدمت بشكل كبير على مر السنين ، مع نماذج تذهب بقدر ما يتم اختبارها في البيئات المعادية لنظامنا الشمسي الداخلي.
على الرغم من أن الأشرعة الشمسية وظيفية ، إلا أن لها جانبًا سلبيًا مشتركًا: الشراع نفسه. يجب أن تمتد الأشرعة الشمسية إلى أمتار لتلتقط الفوتونات اللازمة لدفع المركبة.
كما يحتاجون أيضًا إلى الشكل والمادة المناسبين لتحويل جزء صغير من زخم الفوتون إلى حركة. ويحتاجون إلى تسليط الحرارة جيدًا بما يكفي حتى لا يتشوهوا وينكسروا.
هذا ليس مجرد صداع في علم المواد ؛ كل هذه المتطلبات تضيف كتلة. حتى باستخدام أخف المواد المعروفة ، فإن أسرع السرعات التي قد نحققها باستخدام إشعاع الشمس ستكون ما يزيد قليلاً عن 2 في المائة سرعة الضوء ، مما يعني أن الرحلة إلى أقرب نجم ستستغرق بضعة قرون.
وغني عن القول أن الإبحار إلى النجوم سيكون أسهل كثيرًا إذا تمكنا من التخلص من جزء الأشرعة.
لحسن الحظ ، هناك نوع آخر من العواصف تهب من سطح الشمس ، أحدها لم يتكون من الفوتونات بل من بلازما الأيونات التي ضربها الهيجان. المفاجئة وفرقعة المجالات المغناطيسية للشمس.
على الرغم من وجود عدد أقل بكثير من الإلكترونات والبروتونات عالية السرعة التي تنطلق من الشمس مقارنة بالفوتونات ، إلا أن كتلها المشحونة تحتوي على قوة أكبر.
عادة ما تكون هذه الجسيمات مشكلة بالنسبة للأشرعة النموذجية ، حيث تنقل شحنتها على سطح المادة كما لو كانت ثابتة على كنزة صوفية في الشتاء ، مما يؤدي إلى سحب وتغيير شكل الشراع.
ومع ذلك ، كما يعلم أي شخص حاول دفع قطبي المغناطيس معًا جيدًا ، يمكن للحقل الكهرومغناطيسي توفير المقاومة دون الحاجة إلى سطح صلب كبير.
وداعا هي مادة لامعة ، ومرحبا موصل فائق. نظريًا ، يمكن أن ينتج كابل يبلغ طوله بضعة أمتار حقلاً واسعًا بما يكفي لتحويل الرياح المشحونة للشمس على مقياس يتراوح بين عشرات ومئات الكيلومترات.
سيعمل النظام بشكل أشبه بمظلة مغناطيسية ، يتم جرها بواسطة تدفق جسيمات تتحرك بسرعة تقترب من 700 كيلومتر (حوالي 430 ميلاً) في الثانية ، أو أقل بقليل من ربع بالمائة من سرعة الضوء.
هذا ليس سيئا ، ولكن كما تعلم الطيور مثل طائر القطرس، فالرياح لا تحدد حدود السرعة عندما يتعلق الأمر بالتحليق عالياً.
من خلال الدخول والخروج من الكتل الهوائية التي تتحرك بسرعات مختلفة ، يمكن للطيور البحرية التقاط طاقة الرياح المعاكسة ، باستخدام ما يعرف باسم ارتفاع ديناميكي لاكتساب السرعة قبل العودة إلى مسارها الأصلي.
باستخدام خدعة مماثلة في “الرياح المعاكسة” لصدمة الإنهاء – منطقة مضطربة من الرياح النجمية المتناقضة التي يستخدمها علماء الفلك لتحديد حافة نظامنا الشمسي – يمكن أن يتجاوز الشراع المغناطيسي سرعات الرياح الشمسية ، مما قد يجعله في متناول الأشرعة الشمسية بناءً على الإشعاع وحده.
على الرغم من أن هذه التقنية قد لا تبدو في البداية أسرع بكثير من طريقة الأشرعة الشمسية “التقليدية” ، إلا أن الأشكال الأخرى من الاضطراب على أطراف الفضاء بين النجوم قد توفر دفعة أكبر.
حتى بدون دفع لطيف من الارتفاع الديناميكي ، يمكن للتكنولوجيا القائمة على البلازما أن تضع الأقمار الصناعية المكعبة حولها كوكب المشتري في غضون أشهر وليس سنوات.
مثل عصر الشراع القديم ، هناك الكثير من الطرق التي قد نتمكن من خلالها من الاستفادة من التيارات التي تغسل عبر اتساع الفضاء.
ومع ذلك ، فإن الطيور البحرية تبين لنا الطريق.
تم نشر هذا البحث في الحدود في تقنيات الفضاء.
. “محلل حائز على جوائز. محب للموسيقى. منشئ. هواة Twitter. مستكشف ودود. محب للتواصل ودود.”