Mezihvězdný let (pouze seriózní plány)

Primary tabs

Zjistil jsem, že všechna starší vlákna o mezihvězdných letech v tomhle fóru zapadla, případně byly možná přesunuty do vláken typu sci-fi, apod. :-) Takže využiju příležitosti, zaštítím se autoritu Stephena Hawkinga a založím nové seriózní vlákno :-)

http://www.bbc.com/news/science-environment-36025706
http://www.nytimes.com/2016/04/13/science/alpha-centauri-breakthrough-st...
https://www.theguardian.com/science/2016/apr/12/stephen-hawking-and-yuri...

Můj komentář: o solární plachty se zajímám už přes 10 let (i když moje vlastní zásoba mylarové folie posloužila v nejlepším případě jako karnevalová maska, pokud vůbec nějak :-). Podle všeho co o tom vím se projekt solární plachty poháněné laserem jeví jako realistický - poprvé byl zmiòován už v 70-tých letech (kdy se poprvé dal vysledovat trend miniaturizace elektroniky)

Vždycky mě ale přišlo nemožné, aby titěrné sondy komunikovaly na takto obrovskou vzdálenost, a problém tento přiznává i současný plán:

[img]The big challenge would be to transmit the information across a distance of more than four light years to a receiving station on a planet already far away and long ago. The laser array – the Light Beamer – would double as a telescope system to receive the signal back from the receding nanocraft. [/img]

Je do určité míry logické, že optika použitá k zaměření paprsku na tak obrovskou vzdálenost by mohla fungovat i pro příjem.

Ještě mi napadá, že aby sonda sama nemusela plýtvat energií a hmotností, tak by pro signalizaci mohla použít něco jako "optický telegraf" - plachta by byla pokrytá vrstvou kapalných krystalů, které by mohly selektivně potlačovat odraz pohonného paprsku, kapalné krystaly by mohlo jít moderovat komunikačním protokolem a šlo by tím třeba dosáhnout relativně slušné bitrate - tak odhaduju jednotek bps (?). Kapalné krystaly na solární plachtě použili už Japonci...

(nečetl jsem články tak do hloubky, aby bylo jasné, jeslti tohle je tam popsané.. ).

Přesto mi těch 100 mega USD přijde jako kapka v moři... podle mě by si to vyžádalo miliardy a plachtu s rozměrem stovek čtverečních km (aby vůbec byla šance se do ní tlačným laserem trefit a zachytit nějaký odraz pro komunikaci...)

Jinak pokládám za celkem logické, že pozemní část by se musela po dobu letu neustále rozšiřovat a zdokonalovat - musela by se celé desítky let zvyšovat přesnost zaměření i výkonu laseru.

Ou, nemám u příspěvku možnost "editovat".

místo obrázku tam měl být tento text:

[i]The big challenge would be to transmit the information across a distance of more than four light years to a receiving station on a planet already far away and long ago. The laser array – the Light Beamer – would double as a telescope system to receive the signal back from the receding nanocraft.[/i]

Zajímavé je tohle - je to na hranici toho, čeho bychom se mohli dožít:

[i]Much of this plan is probably half a lifetime away. Mr. Milner and his colleagues estimate that it could take 20 years to get the mission off the ground and into the heavens, 20 years to get to Alpha Centauri and another four years[/i]

Tak, píše o tom i můj oblíbený zdroj http://www.centauri-dreams.org/ :

http://www.centauri-dreams.org/?p=35402

[i]‘What was once a 300 gram instrument is is now available at three grams,” Milner continues. “What was 100 grams is now 0.5 grams. This is the trend we are riding.”[/i]

Velikosti jsou dost zajímavé - vracíme se skoro k našemu původní rozpracované české CubeSail :) (nakonec czCube)

[i]Milner’s team believes we can now talk in terms of a laser-driven lightsail that is no more than 4 meters across[/i]

Jinak pro mě poněkud překvapivé je, že laser pohánějící plachtu chtějí umístit na Zem. Tím se omezuje doba využití (ale zase: tu plachetnici by si mohlo předávat několik "tlačných stanic" umístěných v klimaticky nejvhodnějších oblastech Země)

Další zajímavosti: kromě Stephena Hawkinga se objevuje jméno Freeman Dyson. Žijící dinosauři klasické sci-fi éry (mého dětství) se asi holt nechtějí nechat zahanbit úspěchy mladší generace (Elon) a chtějí dát světu vědět, co promýšleli celý život :-)

podla tohto:
http://www.iflscience.com/space/stephen-hawking-reveals-plan-send-spacec...
by tu plachetnicu na 20% rychlosti svetla mali urychlit v priebehu niekolkych minut

https://science.slashdot.org/story/16/04/12/1633216/hawking-backs-100-mi...

Dobrá debata. Yuri Milner je původem snad Rus. Ke způsobu komunikace zatím žádná připomínka - navrhněte lepšího, než aby ten hypotetický chip umožòoval řídit změny reflektivity plachty....

Není mi taky jasné, jak miniaturizovat pozorovací vědecké přístroje (např. optické teleskopy). Přijde mi to šílené a pro srování sem hodím, co jsem vyhrabal nedávno...

[quote]
by tu plachetnicu na 20% rychlosti svetla mali urychlit v priebehu niekolkych minut [/quote]

to mi popravdě přijde nemožné už kvůli zrychlení, kterému by super-křehká konstrukce nutně byla vystavena. chápu, že budou akcelerovat s víc než 1g, a chápu i to, že tlak laseru by nejsilnější poblíž Země... no, zřejmě jim to nějak tak vychází, ale v tom případě by stejný typ sond mohl hned prvních několik dnů až týdnů po spuštění systému vyslat podobné průletové sondy téměř ke všem zbylým zajímavým cílům ve Sluneční soustavě :-) a dolet by byl v řádu hodin, maximálně dnů.

Jinak dosavadní nejrealističtější projekt mezihvězdné sondy počítal s gravitačním manévrem Jupiter-Slunce a doba letu se odhadovala na 1000 let:
http://www.niac.usra.edu/files/library/meetings/annual/jun00/393McNutt.pdf

[quote]by tu plachetnicu na 20% rychlosti svetla mali urychlit v priebehu niekolkych minut[/quote] to by boli zrýchlenia ako pri výstrele z pušky - do 100km/s2 (~10 000G)... Pre teleso o hmotnosti 1 gram a akceleráciu 100km/s2 treba silu 100N... neverím, že by sa také zrýchlenie dalo dosiahnu tlakom žiarenia - výkon na jednotku plochy a na jednotku hmotnosti by musel by neskutočne obrovský - v okolí Zeme je tlak slnečného žiarenia (1361W/m2)je cca 9 mikronewtonov na meter štvorcový, pri "dokonale odrazivom" povrchu v celom pásme UV-IR.

A iste, na jednej strane mám gramy, na druhej metre štvorcové - to je dané tým, že nemáme prevodný parameter - neviem ani ko¾ko to bude váži, ani akú to bude ma plochu plachty.

Edit: Predpokladajme pre jednoduchos, že celá plachta bude ma hmotnos 1kg - na požadovanú akceleráciu potrebujeme vytvori urých¾ujúcu silu 100kN. Pokia¾ teda 1361W (na m2) vytvorí tlak 9 mikronewtonov, na dosiahnutie tlaku 100kN je potrebné žiarenie s výkonom 15,122x10E12 watt, teda 15,122 terawatt. To je asi tak ... priemerná energetická spotreba ¾udstva v roku 2010 - bola 16 TW (pod¾a wiki). A pokia¾ má by dosiahnutá rýchlos 20% rýchlosti svetla, je potrebné tento výkon dodáva na solárnu plachtu nepretržite po dobu ~10 minút. Mimochodom - za ten čas solárna plachetnica preletí 18 milionov kilometrov - to je tiež zrejme dôvod, prečo musia by zrýchlenia mimoriadne vysoké a teda potrebné energie priam neskutočné. Urýchlenie musí by urobené čo najrýchlejšie, v čo najkratčom čase, pretože takto poháòaná slnečná plachetnica rýchlo uniká "z dosahu" vysielacieho zariadenia.
Radšej pritom vôbec nezvažujem otázku efektívnosti vytvárania žiarenia a jeho prenosu na solárnu plachtu...
[Upraveno 13.4.2016 Alchymista]

http://www.wired.com/2016/04/rich-dude-yuri-milner-wants-100-million-mph...
[i]The analogy here is, building a 100 gigawatt laser is a ludicrous proposition. But linking a hundred million one kilowatt lasers? Audacious, but sane.[/i]

No jo, no. Yuri night, navíc povzbuzená aktuálním ohlasem, který mělo přistání Falconu na vodě :-)

Kdyby fakt zrychlovali jen krátcem, tak těch 100 GW není tak nereálných... sice si zatím neumím představit žádnou realistickou formu akumulace energie, ale zase by byla potřeba jen relativně krátce (např. obrovské soustředění baterií do elektromobilů, které by na akci byly dobíjeny celé měsíce - a pak byly po tomhle heroickém výkonu normálně prodány na trh?)

[i]The final cost will be around $5 billion to $10 billion. In the same ballpark as the Large Hadron Collider and the James Webb Space Telescope.[/i]

ofiko web mají zde: http://www.breakthroughinitiatives.org/News/4

ne, tak pardon, to je něco jiného
https://www.youtube.com/watch?v=jDT6E4SbVow
a jen o tomhle píší :-) [Upraveno 12.4.2016 xChaos]

Vidím jednu vážnou otevřenou otázku - jak tu sondu chtějí během urychlovací fáze stabilizovat. Tlak záření ani tvar sondy nikdy nebude absolutně přesný, sonda bude mít sklon se roztočit podél osy kolmé na směr letu. Rotací to těžko půjde. A aktivně? Jak?

[quote]Vidím jednu vážnou otevřenou otázku - jak tu sondu chtějí během urychlovací fáze stabilizovat. Tlak záření ani tvar sondy nikdy nebude absolutně přesný, sonda bude mít sklon se roztočit podél osy kolmé na směr letu. Rotací to těžko půjde. A aktivně? Jak? [/quote]

mělo by to jít tvarem plachty, podobný problém, jako autostabilizace kabiny při sestupu atmosférou

Mě pořád nejde do hlavy, proč budovat pozemní cluster laserů. Nejvíc energie se dá zkoncentrovat v blízkém kosmu... energetický tok v kosmu v úrovni vzdálenosti Země od Slunce je kolem 1.5 kW/m2 a koncentrovat ho jde až tak jednoduše, jako nějakým dalším reflektorem (nebo dvojicí reflektorů - dvojící parabolický vs. vypouklý reflektor by mělo jít "zaostřit" pokud možno přesně na akcelerující mezihvězdnou plachetnici)

100 000 000 kW / 1.5 = 66666666 m2 :-) pěkně satanské číslo :-)
nicméně odpovídá to kružnici o poloměru cca 4.6 km - a protože to není žádný fotovoltaický panel, nebo tak něco, tak můžeme počítat s téměř 100% účiností (ta plachta beztak musí mít víc jak 99% reflektivitu, aby jí to neroztavilo...to teda taky nevím, jestli takový materiál mají...)

(plochu, kterou sekundárním reflektorem zaostřený paprsek "prostřelí" primární reflektor, tasdy zanedbávám - půjde v podstatě o přibližný ekvivalent plochy sekundárního vypuklého reflektoru, u kterého budou ale úplně extrémní nároky na přesnost... ovšem ty rozměry nebudou zas tak monstrózní, na rozdíl od primárního reflektoru)

Reflektor samotný by mohl být z ultratenkého materiálu, vyrobený podobnou technologií jako plachta, stabilizovaný rotací a nějakými strunami. Jeho hmotnost by mohla být v řádu stovek tun, což není nijak odlišné od toho, kolik bude potřeba (reflektor stavíme spíš asi v prostoru Země, resp. libračních bodů Země Slunce, takže je to srovnatelné s dopravou podobného množství materiálu na Mars).

Samozřejmě, laser je laser, je to koherentní záření, něco podobného pouhou optickou soustavou soustřeďující sluneční světlo nedosáhnem... ale zase pokud to opravdu jde postavit, aby se to urychlilo v řádu hodin, tak doba trvání té ultrapřesné stabilizace celé "odpalovací konstrukce" stačí taky v řádu hodin... a pokud stejný reflektor pak máme použít pro komunikaci se sondou, tak se hodí, že se dostanem mimo vliv atmosféry.

Vlastně můj projekt má i tu výhodu, že ve stejném rozlišení, které bude potřeba pro komunikaci, půjde odpalovací reflektor použít i pro přímé pozorování exoplanet v docela slušném rozlišení :-)

Vlastně se skoro dá říct, že komunikace s malou mezihvězdnou sondou bude vyžadovat technologie srovnatelné s těmi, které by už umožnily přímé pozorování exoplanet :-) Čímž trochu počítám, že to celé skončí.

(ovšem jestli chtějí ty sondy vypouštět masově, protože to budou v podstatě jen "čipy s oplachtěním", tak nebude problém jich jedním směrem vypustit tisíce, postupně klesajícími rychlostmi a vybudovat tak na trase sérii retranslací na vzdálenosti, které už dávají nějaký smysl...)

Vida, tohle vypadá seriozněji (via nyx.cz/Cosmos in Brief/id VIRGO)

NASA Begins Testing of Revolutionary E-Sail Technology | News - NASA Solar System Exploration
https://solarsystem.nasa.gov/news/2016/04/12/nasa-begins-testing-of-revo...

[i]Testing has started at NASA's Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, on a concept for a potentially revolutionary
propulsion system that could send spacecraft to the edge of our solar system, the heliopause, faster than ever before.
The test results will provide modeling data for the Heliopause Electrostatic Rapid Transit System (HERTS). The proposed HERTS
E-Sail concept, a propellant-less propulsion system, would harness solar wind to travel into interstellar space.
"The sun releases protons and electrons into the solar wind at very high speeds -- 400 to 750 kilometers per second," said Bruce
Wiegmann an engineer in Marshall's Advanced Concepts Office and the principal investigator for the HERTS E-Sail. "The E-Sail
would use these protons to propel the spacecraft."[/i]

https://www.youtube.com/watch?v=xuqYvEcgJsA

Vážení přátelé,
pořád zapomínáte na fyziku, budiž Vám odpuštěno.
Nemáme materiál s takovou odrazností, aby se neroztavil.
Nemáme možnost reálně ve větší vzdálenosti to zaměřit, protože je to jinde, než teď vidíme (namítáte spočítáme, ale ta nepřesnost!
Neumíme udělat tak homogenní paprsek, aby to tlačilo rovnoměrně.
Neumíme udělat paprsek s tak malou rozbíhavostí (nota bene z povrchu Země)
Nemáme nic, co by na takové vzdálenosti mohlo komunikovat (mimo zmíněných mnoho retranslací za sebou, ale uznejte, že nereálné.
Ve vesmíru je taky špína, mikronová částice to při v=c/x malé x spolehlivě roztaví.
Předpokládám, že toto fórum je o reálných věcech.
Vymýšlejte dál...

[quote]Vážení přátelé,
pořád zapomínáte na fyziku, budiž Vám odpuštěno.
[/quote]

Jistě, právě proto projekt zaštítili břídilové jako Hawking nebo Dyson. Ti na fyziku určitě taky pozapomněli.. zřejmě senilita, chápu :-)

[quote]
Nemáme materiál s takovou odrazností, aby se neroztavil.
[/quote]

Toto připouštím, že je asi pravděpodobné: nevím, jak je to s maximální albedem, které umíme dosáhnout. Vygooglil jsem hodnotu 96% pro oxid hořečnatý, čekal bych něco s titanem kvůli titanové bělobě, ale nejvíc odrazí prý stříbro a hliník (teda asi kromě viz výše).

Potřeba je 99% (to 1% vyzářit jako teplo bude taky celkem síla, ale zřejmě to někdo počítal, tak netuším...)

[quote]
Nemáme možnost reálně ve větší vzdálenosti to zaměřit, protože je to jinde, než teď vidíme (namítáte spočítáme, ale ta nepřesnost!
[/quote]

Tady mě napadá poměrně jednoduchý trik: po stranách tlačného paprsku měnit barvu laseru a dle sledování odrazu vyhodnocovat, kterým směrem se to odchyluje.

Samotné urychlení má prý trvat jen několik hodin, takže odraz i o výrazně nižší intenzitě, než bude odraz všech těch gigawattů by měl být dalekohledy pozorovatelný...

Ještě další varianta: jestli vypustí celý mrak sond, tak statisticky se jich souhrnné urychlení rozloží dle gausovy křivky. Sondy, co poletí zhruba správným směrem, ale méně urychlené, mohou posloužit jako retranslace signálu.

[quote]
Neumíme udělat tak homogenní paprsek, aby to tlačilo rovnoměrně.
[/quote]

Opět, o tomhle zas tolik nevím, já bych místo laserů použil reflektory, které by byly nějak aktivně adaptivně tvarované ve stavu beztíže...

Podle jejich verze zase těch laserů bude strašně moc, takže se to asi nějak "homogenizuje" tím, kolik toho bude...

[quote]
Neumíme udělat paprsek s tak malou rozbíhavostí (nota bene z povrchu Země)
[/quote]

s tím povrchem bohužel souhlasím. Taky nechápu, co si od toho slibují.

[quote]
Nemáme nic, co by na takové vzdálenosti mohlo komunikovat (mimo zmíněných mnoho retranslací za sebou, ale uznejte, že nereálné.
[/quote]

Uznávám, že na vzdálenost 4 LY si jakoukoliv přímou komunikaci s nanochipem představit nedokážu, ale existence těch retrlanslací může být vedlejším efektem toho, že ne celý shluk bude urychlen na tu maximální možnou rychlost...

U retranslací ale nemám jasno v tom, co by bylo zdrojem energie pro tu komunikaci (u přímého spojení jsem si představoval změnu odrazivosti - tu jde provést i fyzicky natočením plachty - přesto jsem skeptický, že by šlo tak malý objekt pozorovat na vzdálenost 4 LY a podotkl jsem, že
stejnou technologií bychom už nejspíš mohli pozorovat detaily exoplanet přímo...)

[quote]
Ve vesmíru je taky špína, mikronová částice to při v=c/x malé x spolehlivě roztaví.
[/quote]

Některé sondy ano,ale oni jich chtěl vypustit značně redundantní shluk.

[quote]
Předpokládám, že toto fórum je o reálných věcech.
Vymýšlejte dál... [/quote]

Toto je první realistický návrh po dlouhé době. A kdyby to skutečně šlo podniknout s rozpočtem velikosti JWST nebo LHC... nemůžu si pomoct, ale na rozdíl od čiré vědy by toto bylo srozumitelné masám. Ale navíc řešení s tím souvisejících technologických problémů by mohlo najít svoje aplikace - stejně jako takovýto skok přinesl program Apollo (u teoretické jaderné fyziky nebo astronomie je to daleko základnější výzkum a aplikace nových poznatků potrvají daleko déle...) [Upraveno 13.4.2016 xChaos]

podobný rozbor "proč to najednou začalo být možné"
https://theconversation.com/why-sailing-to-the-stars-has-suddenly-become...

jinak líbí se mi slovní hříčka spacechip vs. spaceship :-)

Bohužel je to nerealistické a ještě nejakou dobu bude.
O této technologii se diskutuje snad od 60. let, určitě od 70. let, ale pokrok byl zatím mizivý.
Zejména energie, komunikace a přístrojové vybavení je obrovským problémem.
Projekt se snaží pohon a komunikaci řešit kilometrovým teleskopem a to je hlavní bod, kde mise ztroskotá. Dnešní technologie umožòují postavit jen teleskop do průměru ~130 metrů. Takových teleskopů by muselo být postaveno aspoò šedesát.
Odhaduju, že cena celého projektu by byla obdobná jako u ISS.
Takže asi by to šlo, ale peníze na to zřejmě neseženou.

Jen nechápu, proč to loď musí mít hmotnost 1 gram, proč ne třeba 5 g nebo 10 g. Nezdá se mi, že ty nároky na urychlení budou tak extrémně velké. Místo hodiny se to bude prostě urychlovat pět hodin.

Jinak co se týče laserů, poslední roky udělaly lasery s pevným prostředím (solid state) velký pokrok. Pořád se zvyšuje účinnost, takže jsou čím dál menší problémy s chlazením. Lasery jsou krok za krokem menší, jednodušší a levnější.

Hlavně americká armáda hodně táhne výzkum laserů. [Edited on 14.4.2016 JanGrohmann]

jan Grohmann - daj do toho trochu počítania!
Píšeš: 5 hodín urých¾ovania, to je 18000 sekúnd.
Cie¾ová rýchlos je daná - 60 000 km/s. Požadované zráchlenie je potom 3333m/s2 čiže 333G - to už sa dá vydrža, antirakety majú zrýchlenia väčšie.
Dráha preletená za dobu zrých¾ovania je potom ale 540 milionov kilometrov - zhruba dve tretiny vzdialenosti k Jupiteru. Na túto vzdialenos musí by "dopravený" na sondu potrebný výkon, aby bol zabezpečený potrebný tlak žiarenia.

Lasery - pod¾a tvojej požiadavky musia pracova pä hodín nepretržite.
A pozor - žiadny pulzný režim, pekne kontinuálny, a bez akéhoko¾vek kolísania. Inak bude zrýchlenie sondy nepravidelné a nedokážeš udrža urých¾ovanú sondu v zameraní, pretože mieriš na objekt, polohu ktorého poznáš s oneskorením nieko¾ko hodín a lúč cieliš na miesto, kde bude sonda až o nieko¾ko hodín.

[quote] ... Toto je první realistický návrh po dlouhé době. A kdyby to skutečně šlo podniknout s rozpočtem velikosti JWST nebo LHC... nemůžu si pomoct, ale na rozdíl od čiré vědy by toto bylo srozumitelné masám. Ale navíc řešení s tím souvisejících technologických problémů by mohlo najít svoje aplikace - stejně jako takovýto skok přinesl program Apollo (u teoretické jaderné fyziky nebo astronomie je to daleko základnější výzkum a aplikace nových poznatků potrvají daleko déle...) [/quote]

... Nepovažuji toto za realistický návrh. Není tam ani naznačeno mnoho věcí (zásoba energie, zpětná komunikace, odolnost plachty, ...). Návrh v mnoha ohledech zásadně překračuje naše technologické možnosti. Je to i na hraně teoretické fyzikální proveditelnosti.

(pozn: Nejsem extra pesimista, jen mám zkušenosti s výkonnými lasery. Z pozice technika firmy dodávající průmyslové laserové obráběcí stroje)

Mezihvězdné lety jsou fajn, na stránkách sci-fi. Současná kosmonautika zatím jakžtakž zvládá lety meziplanetární, a mám obavu, aby kvůli holubům na střeše nakonec neuletěl i ten vrabec v hrsti. Kdyby to laserové urychlování zredukovali z desetitisíců na stovky kilometrů za vteřinu a použili na tělesa létající uvnitř Sluneční soustavy, bylo by to, myslím, daleko přínosnější.

Co se tyka sondy, za takovych podminek by pocatecni hmotnost musela byt podstatne vyssi, nebo by musela mit ablativni stit. nepamatuji si presne hranice, ale pokud nedojde k "odfouknuti" napr. dusikem, tak nekde okolo 10Kw/mm2 dojde k premene material na plazmu, ktera bude tlakem zareni udrzovana na svem miste. Diky tomu bude fungovat jako zrdcadlo. Tedy, jsou tu dve moznosti - bud ablativni stit a vyuzit ho jako SRB, nebo vyuzit odrazivost plazmy.
Neverim, ze by bylo mozne vytvorit plachtu, ktera by prenasela tyto vykony.

Vážení přátelé, zejména pak Chaosi,
oni se i ti "Velikáni" občas utnou, nebo také občas potřebují, aby se o nich media zmínila, aby se na ně "nezapomnělo".
Takže.
To ztrátové teplo na nikoliv 100% odrazivosti je bezpečně dostatečné na okamžité upečení, i kdyby to mělo 99,99%. S tím nic nenaděláme.
Lasery ze Země, jak už řečeno, z mnoha důvodů (refrakce, rozptyl) nelze použít, to připouštíte. Jen na Zemi by se uchladit daly, ale třeba na Měsíci už je neuchladíte, i když se jejich účinnosti neustále zlepšují, zase by to muselo být moc devítkové. M.j. lasery je nutno něčím napájet, že? A ten zdroj je při konverzi principiálně ne příliš účinný, i kdyby jste tu energii střádal postupně třeba do superkapacitorů, při jejich vybíjení se energie ve formě tepla vytvoří také mnoho. O trefování se do tělesa, o kterém se jen (by se snažíme počítat) domníváme, kde se nachází, si myslím také své.
Sonda bude nepochybně také elektricky vodivá, copak si s ní budou dělat magnetická pole, vůči nimž se bude rychle pohybovat a tedy interagovat s indukovanými proudy. A i kdyby se cestou nevyskytly kameny, nebo prach, i atomy vodíku budou dělat "iontovou implantaci" do křemíku komunikační části. No a ta komunikace sama...
Netvrdím, že bychom se rádi ke hvězdám nepodívali, třeba i jen pomocí sond, ale budeme muset o hodně technologicky pokročit. I nejlepší současné technologie nestačí, vidíme to na příkladu, že ještě ani nemáme pořádně fungující fyzikální pohony - pro iontový pohon potřebujeme vyrobit elektřinu přes ne moc účinnou fotovoltaiku, nebo ještě méně účinnou konverzi tepla peltierem (zkouší se sice Stirling, ale taky nic moc).
Potřebujeme: zvládnout (termo)nukleární reakci tak, aby vysokoenergetické produkty reakce šly s minimálním rozptylem jako reakční hmota jedním směrem, potřebujeme materiály odolné teplotám ne tisíce, ale deseti-, sto- tisíce stupòů (kdy v Cernu začnete kromě neustálého hledání nových částic bádat také nad tím, zda by se nedala třeba překvarkováním) vytvořit hmota s novými vlastnostmi), potřebujeme materiály s téměř dokonalou odrazivostí nejen pro světlo, ale i pro neutrony a gama záření.
Prostě na "brzdě stojí" klasická fyzika a termodynamika z devatenáctého století. My jsme za poslední století vymysleli jen elektroniku (postavenou na kvantovce, taky naše dobré dílo), díky za ní, ale to nestačí. Obávám se, že pokud neobjevíme zcela nové principy, může se to stát i hrobem naší technické civilizace (aplikace do mobilních telefonů a podobné hračičky to nevytrhnou).

I takovýto, nepochybně zcela šílený, nápad může být užitečný, nebo může posunout technologii vpřed. Jsem jen zvědav kolik majetných lidí tomu uvěří a utopí tam své peníze, jsem přesvědčen , že Musk mezi nimi nebude.

[quote]
Potřebujeme: zvládnout (termo)nukleární reakci tak, aby vysokoenergetické produkty reakce šly s minimálním rozptylem jako reakční hmota jedním směrem, potřebujeme materiály odolné teplotám ne tisíce, ale deseti-, sto- tisíce stupòů (kdy v Cernu začnete kromě neustálého hledání nových částic bádat také nad tím, zda by se nedala třeba překvarkováním) vytvořit hmota s novými vlastnostmi), potřebujeme materiály s téměř dokonalou odrazivostí nejen pro světlo, ale i pro neutrony a gama záření.
Prostě na "brzdě stojí" klasická fyzika a termodynamika z devatenáctého století. My jsme za poslední století vymysleli jen elektroniku (postavenou na kvantovce, taky naše dobré dílo), díky za ní, ale to nestačí. Obávám se, že pokud neobjevíme zcela nové principy, může se to stát i hrobem naší technické civilizace (aplikace do mobilních telefonů a podobné hračičky to nevytrhnou). [/quote]

s tím bych souhlasil, v určitou chvíli je ale třeba vystoupit ze zaběhaných cílů, jinak se nepohneme

přidal bych ještě jeden problém, který miběží hlavou, jak zkoumat cílovou soustavu při takovéhle rychlosti? Jistě, hodně by udělalo množství sond, ale stejně, jak třeba ostřit fotky ...

souhlasil bych NovýmJiříkem, tenhle princip by bylo zajímavé rozpracovat nejdřív v malém pro průzkum sluneční soustavy, to by bylo již dnes techicky realizovatelné a zároveò progresivní

jako odborníka bych se chtěl zptat, jaký je dnes rozdíl mezi špičkovými průmyslovými lasery a nejlepšími vojenskými aplikacemi (tedy těmi, které ještě nejsou tajné)?

[quote] ... se chtěl zptat, jaký je dnes rozdíl mezi špičkovými průmyslovými lasery a nejlepšími vojenskými aplikacemi (tedy těmi, které ještě nejsou tajné)? [/quote]

Neznám tajné aplikace, ale myslím si že ohledně "klasických elektřinou napájených" laserů nebude rozdíl nijak veliký. Fyzikální rámec je pevně daný ... ;-)
Nicméně tam, kde my používáme optiku z broušených krystalů selenidu zinku čistých na 99,99999%, tam si vojáci mohou dovolit vyšší čistotu materiálu (třeba o dvě místa), ovšem za výrazně vyšší cenu.
Druhá věc je, že vojáci používají třeba výkonné chemické lasery, které z důvodu emisí v průmyslu nikdo nepovolí. Viz třeba laser COIL a letadlo Boeing YAL-1:

https://en.wikipedia.org/wiki/Chemical_oxygen_iodine_laser

https://en.wikipedia.org/wiki/Airborne_Laser

Technické problémy mise jsou rozebírány na stránkách projektu zde:
[url]http://www.breakthroughinitiatives.org/Challenges/3[/url].

Z debaty na Spaceflight Now:
http://spaceflightnow.com/2016/04/13/russian-billionaire-devotes-100-mil...

"Starchip" prý musí ustát zrychlení 60000 g... elektronika v některých dělostřeleckých granátech naváděných GPS je ale certifikovaná na 15500 g. Kulka vystřelená z pistole je vystavena průměrně 31000 g, špičkové zrychlení je až 190000g.

Pravda, ta zrychlení u výstřelů působí po relativně krátkou dobu: toto bude "výstřel" trvající řadu hodin. Skutečně si to stěží umím představit a zní to méně realisticky, než jiné projekty, kterým se dostalo výrazně méně publicity...

Myslím, že je to znovu aktuální vzhledem k posledním zprávám o objevu planety terestriálního typu v obyvatelné zóně kolem Proximy Centauri.
Viz: http://www.exoplanety.cz/2016/08/24/exoplaneta-proxima-b/

Nějaké moje úvahy ke komunikaci s hejnem mikrosond (celkem kladně hodnocené jinde na netu):

Počítá se prozatím s laserovou komunikací, ale tam vidím přesné zaměření jako obrovskou výzvu (samotná Breakthrough iniciativa to připouští). Rádiová komunikace nevyžaduje tak přesné zaměření a nízká bitrate není u mise, která má trvat desítky let, zas takový problém - no dobře, tak by to probublávalo tou sítí retranslací ještě třeba i několik let po průletu.. no a co? Lepší, než data nedostat nikdy.

Můžeme prostě daným směrem udržovat proud sond s konstantními rozestupy (např. 1 den? ideální pro laserové pole, které se celý den nabíjí solární energií, a večer jednou "pulsne" a odešle další sondu), které počítají s tím, že i pokud vypadne velké množství sond v řetězci, tak se sondy, mezi kterými je rozestup např. měsíc, dokáží pořád dorozumět.

Během průletů (velmi rychlých) může každá sonda zaměřit svoje přístroje trochu jiným směrem... no ale svoje data začne odesílat teprve až předá dál data, která přijala od sondy před sebou (onboard pamě bude výrazně menší problém, než bitrate...). Opačným směrem budou proudit nějaké ACK (acknoledg, po vzoru TCP/IP) signály - pokud dorazí ACK od jakékoliv sondy s nižším pořadovým číslem, tak to bude signál, že daný packet je možné přeskočit a vysílat něco jiného, nebo dokonce vlastního)

Signály z doby prvních průletů by tak k Zemi přicházely až skrze retranslace sond, které startovaly řadu let po startu té první (a nejspíš by byly už i výrazně vylepšené :-) - tyto sondy by zatím neměly žádná vlastní data z průletu, ale přesto by v projektu hrály zásadní roli (tedy, pokud by se ve vypouštění dalších stovek mikrosond přestalo příliš brzo, tak by data získaná první vlnou sond přišla vniveč.. později by už pokračování bylo volitelné, ale dá se čekat, že náklady by postupně díky úsporám z rozsahu klesaly, mohlo by ovšem být zajímavější začít stejný řetězec - možná už vylepšený, s větším rozlišením, kapacitou, a možností větších rozestupů - posílat směrem k jiným blízkým hvězdám)

V čem se Breaktrhough celkem shodujou s mými dřívějšími představami je to, že by po ukončení urychlování solární plachta změnila tvar na parabolu - pouze s tím rozdílem, že podle mě by bylo jednodušší, aby parabola sloužila jako v podstatě obyčejná rádiová anténa, což by snížilo nároky na přesnost manévrování směrem k Zemi. plachta by se popravdě měla zdeformovat hned na dvě paraboly - jednu směrem vágně kupředu a druhou dozadu - aby šlo zepředu přijímaný signál předávat dál.

Pro lepší představu je dobré si uvědomit, že při očekávané rychlosti 0.1c by po deseti dnech první ze sond doletěla zhruba tam, kde je dnes po desítkách let Voyager 1 - ovšem výkon vysílače bude u mikrosondy představovat jen zlomek toho, čím disponuje Voyager 1. Mít k dispozici až 10 retranslací na každý světelný den tedy není žádný overkill.

https://www.quora.com/How-can-Voyager-send-a-signal-strong-enough-for-us...
[i]When Voyager transmits a signal, from its high gain antenna that is pointed at Earth, the signal power is at about 19 watts, but it becomes weaker and weaker as it travels about 16 hours at the speed of light, to reach Earth.[/i]

Dnes jsme víceméně schopní zachytit 19 W na vzdálenost cca 1 světelný den, přesně zakřivená zrecyklovaná solární plachta by snad mohla vytvořit anténu s o něco větším ziskem (směrovější), než má dnes Voyager, ale současně se dá stěží předpokládat, že výkon zdroje na palubě bude větší, než miliwatty

Breakthrough Starshot Report 2: Drilling Down to the Basics
http://www.centauri-dreams.org/?p=36277

On the stability of a space vehicle riding on an intense laser beam
https://arxiv.org/abs/1610.08043

[i]We found conditions of position stability for spherical and conical shape of the sail. The simplest stable configurations require the StarChip to be removed from the sail to make the distance to the center of mass of nanocraft bigger than curvature radius of the sail. Stability criteria do not require the spinning of the nanocraft. A flat sail is never stable (even with spinning).[/i]

Česky: tvary laserem akcelerované plachty zaručující stabilitu zahrnují kulové a kuželovité tvary plachty (nanosondy projektu Breakthrough Starshot tedy asi budou vypadat trochu jinak, než ploché solární plachty na prvních ilustracích)

https://www.centauri-dreams.org/?p=38164

Tak už přišli na to, že pro komunikaci na mezihvězdné vzdálenosti by se vyplatila série retranslací, jak jsem (tuším někam sem, i jinam) párkrát psal - říká se tomu "SailBeam".

https://www.scientificamerican.com/article/reaching-for-the-stars-breakt...
Breakthrough Starshot, the $100 million initiative aiming to send robotic missions to nearby stars by the mid-21st century, has achieved what might prove to be a “Sputnik moment” in successfully lofting its first spacecraft—the smallest ever launched and operated in orbit.

[img]http://www.hpcf.upr.edu/~abel/phl/sail/AAS_Mission.jpg[/img]

Sailing to the Nearest Stars
http://phl.upr.edu/press-releases/sailingtotheneareststars

Dobrý postřeh [i]“In our nominal mission scenario, the probe would take a little less than 100 years – or about twice as long as the Voyager probes have now been travelling. And these machines from the 1970s are still operational,” says Michael Hippke.[/i]

Mise se mi líbí. 146 let až na oběžnou dráhu Proximy je docela dost, ale současně by asi šlo k Proximě vyslat další seterskou sondu stejné koncepce jako průletovou, takže data z průletové misse by byla k dispozici desetiletí před navedením trvalejší sondy a oběžnou dráhu (a šla by samozřejmě použít pro zpřesnění její navigace).

Myšlenka využít jako retranslace pomaleji letící rozptýlené sondy mě napadal dřív, než jsem si přečetl, že všechny tyto projekty o tom celkem vážně uvažují (dokonce bych navrhl vyslat nejdříve nejméně dokonalé retranslační mezihvězdné sondy, které nebudou ještě mít tak dokonalé plachty a nebudu schopny dosahovat tak vysokých rychlostí... nicméně dala by se na nich testovat životnost a spolehlivost mezihvězdných technologií, např. jaderných baterií... později vyslané rychlejší sondy by je jednak rychle "předhonily", jednak by bylo možné je vylepšit na základě dat z prvních pokusů...)

Samozřejmě: dočkat se výsledků během našich životů by bylo cool.. ale umírat s tím, že se aspoò už někam letí, taky z hlediska pozorovatele-vědce nebude špatné.