¿Cómo desacelerarán y transmitirán datos los nanobots de Yuri Milner y Stephen Hawking al llegar a Alpha Centauri?

Parece que hay muy poca información publicada en esta etapa.

Hay una página principal que se ha creado para la iniciativa (Fundación Breakthrough de Yuri Milner).

Las partes más interesantes parecen ser una lista de desafíos aún por resolver y una larga página de trabajos de investigación .

También hay un documento de hoja de ruta interesante .

En cuanto a reducir la velocidad, no hay posibilidad. Como dice una página vinculada desde la lista de Desafíos:

La nanonave recorrería una distancia de 1 UA en unos 2500 segundos. Para estabilizar la imagen, la cámara tendría que "girar" a este ritmo.

Para informar desde Alpha Centauri, las páginas 25 y 26 de la hoja de ruta y la figura 20 predicen que un láser integrado de 10 vatios con dispersión estrecha (y muchas suposiciones, como un máximo de 40 fotones por bit) podría transmitir desde Alpha Centauri a un 30 m espejo reflector en la Tierra a 70 Mbps.

¡Pero la fuente de energía para un transmisor de 10 W es pesada!

La densidad de potencia del plutonio-238 es de 0,54 vatios por gramo, por lo que la transmisión sostenida de 10 W necesita un RTG de al menos 18 gramos. (Los materiales con mayor densidad de potencia, como el polonio-210, se quedarían sin energía mucho antes del final del viaje de 20 años). La transmisión de ráfaga podría ser más ligera, acumulando la energía eléctrica del RTG en un supercondensador, que almacena 15 Wh/ kg. Entonces, un supercap de 1 gramo almacena 54 vatios-segundos, suficiente para una transmisión de ráfaga de 5 segundos de 10 vatios; un RTG de 1 gramo daría como resultado un ciclo de trabajo de 1:18, en otras palabras, 4 Mbps sostenidos desde Alpha Centauri. Pero incluso ese compromiso de una fuente de energía pesa mucho más que la nave espacial.

Lo más probable es que un RTG+supercap sea cien veces más ligero, 0,02 gramos. Eso da un límite superior de 40 Kbps de Alpha Centauri. Debido a que el cuello de botella es ese único espejo de 30 m, si el enjambre puede escalonar sus transmisiones sincronizadas, y si el espejo puede cambiar su objetivo de una nave espacial a otra lo suficientemente rápido, ese número podría convertirse en 40 Kbps por nave espacial, sin importar cuántos sobrevivan al viaje. . ( Editar: visto desde la Tierra, la nave espacial no se habrá extendido lo suficiente como para necesitar volver a apuntar. Parecerá que están transmitiendo desde el mismo punto).

(Menos probable es reemplazar el RTG con una batería no recargable, que solo se necesita en el destino. La vida útil más larga que conocemos es de 10 años, que no es suficiente. Del mismo modo, aunque un sistema de propulsión de energía química almacenada, también conocido como SCEPS , tiene una excelente vida útil, aún no se ha reducido ni siquiera al tamaño de Mars Rover, sin importar el tamaño de miligramos.

Editar: se han intentado SCEPS de tamaño de gramo. Kyle Jiang de U. Birmingham construyó un motor de gasolina a escala milimétrica hace 15 años, pero lo abandonó debido a dificultades técnicas. Casi al mismo tiempo, U. Berkeley construyó un motor Wankel alimentado con butano de 2,5 W del tamaño de un gramo y fabricó piezas para una versión de 1 mm (tamaño de un miligramo), pero nada más que pequeño.

A modo de comparación, New Horizons transmitió desde Júpiter a 38 Kbps y desde Plutón a 1 Kbps. Lástima que la NASA no construyó una antena receptora gigante para eso, en lugar de esperar muchos años para que sus datos almacenados se filtraran por radio.

Entonces, el informe completo de AC podría llevar muchos años.

No proponen reducir la velocidad, lo cual es parte de por qué no esperan una alta resolución. De hecho, parecen esperar que la mayor parte de la aceleración ocurra desde el principio, cuando lleguen a la órbita de Plutón, esperan que vayan a una velocidad muy alta.

Se espera que la comunicación se realice a través de láseres. Tal vez puedan volver a convertir su escudo reflectante para ayudar a mejorar el enfoque del láser, para aumentar la potencia recibida.

La última parte interesante es que se espera que permanezcan en hibernación hasta que hagan su aproximación final, lo que hace que la comunicación durante el vacío profundo sea prácticamente imposible.

Las velas solares a menudo sugieren un par de modos para reducir la velocidad.

1) Tenga un láser de lanzamiento en la ubicación objetivo para reducir la velocidad de la misma manera. Supone mucha infraestructura.

2) Utilice la energía solar del sol objetivo para reducir la velocidad de la vela. Es decir, dale la vuelta y pasa más tiempo desacelerando a medida que te acercas más y más.

3) Había un modelo en el que la vela principal tenía una segunda vela más grande que volaría con ella durante la aceleración, pero al navegar se separaría y avanzaría frente a la vela principal. Luego, el láser de lanzamiento apuntaría a la vela más grande, para reflejar la energía de vuelta en la vela más pequeña y reducir su velocidad. (Muchas partes engañosas en ese enfoque).