Estoy pensando especulativamente. La NASA está experimentando con la tecnología de empuje de iones. Asumiendo que dentro de los próximos 5 años, podríamos crear una sonda que tardaría del orden de 30 a 50 años en llegar a Alfa Centauri: ¿Qué problemas tendría?
Es decir: ¿El mayor desafío serán las comunicaciones de regreso a la Tierra? ¿Quizás una sonda pequeña no puede transmitir una señal lo suficientemente fuerte (especialmente porque esencialmente estaríamos mirando directamente a la estrella, desde nuestro punto de vista)?
¿O tal vez el desafío en la transmisión es realmente la orientación, para mantener la Antena localizada en la Tierra?
¿O habría problemas con la alimentación de la sonda durante un viaje de 50 años (momento en el que realmente querríamos que le quedaran varios años de vida útil)?
¿O hay problemas con las sondas espaciales, desgasificación u otras pérdidas graduales que harían que el dispositivo se deteriore después de 50 años de vacío?
¿Las sondas Voyager de larga duración ayudan a resolver alguno de estos problemas? Sé que están MUCHO más cerca de la tierra de lo que estoy hablando, pero al menos todavía están vivos y transmitiendo...
Esta es una pregunta especulativa, así que espero que las reglas del foro lo permitan. Me gustaría pensar en cómo se pueden superar tales problemas, pero primero realmente necesito saber cuáles podrían ser los problemas. Así que estoy buscando ideas o información...
EDITAR: tal vez yo era optimista. Si un tiempo de viaje de 50 años no es práctico, incluso con un empuje de larga duración como el impulso iónico, siéntase libre de postular un tiempo de vuelo más largo.
Probablemente el obstáculo más grande es la detección y evitación de objetos en el espacio. Para llegar a Alpha Centauri en 40-50 años, la sonda viajaría a velocidades relativistas (~1/10 de la velocidad de la luz). Toda la detección y prevención de colisiones tendrían que ser manejadas por sistemas a bordo, ya que los controladores de tierra no tendrían control directo. Debe darse cuenta de que a las velocidades involucradas, la sonda cubriría la distancia entre la Tierra y la Luna en aproximadamente 10 segundos. El barrido de volumen de la sonda en ese momento es enorme, y debido a las velocidades involucradas y al límite de la velocidad de la luz, el dispositivo cubrirá al menos una décima a una quinta parte de la distancia a un obstáculo después de la detección en un activo. sistema. Los sistemas pasivos serían una buena alerta temprana,
Por estas razones, podría ser necesario que haya una serie de sondas, unas pocas sondas que serían "desechables" que actuarían como exploradores, seguidas de sondas más críticas que contuvieran los paquetes científicos más importantes.
para llegar a Alpha Centauri en 50 años se necesita al menos energía de fisión nuclear. Con fusión nuclear podría llegar allí en 30 años como proponen los proyectos Daedalus e Icarus, pero considera que esas misiones se plantean como sobrevuelos: no cargan suficiente combustible para volver a frenar al llegar
Los mayores desafíos son múltiples, especialmente si la misión es de sobrevuelo, esto limita severamente la cantidad y la calidad de los datos que la sonda puede recuperar. Definitivamente las comunicaciones son un problema pero se cree que tiene solución. Por supuesto, la sonda no podrá depender de las comunicaciones terrestres para tomar ninguna decisión, ya que la latencia de las comunicaciones será de 8 años y medio en destino.
Las sondas Voyager están entrando ahora mismo en el espacio interestelar, pero no se acercarán a otras estrellas hasta dentro de un par de cientos de miles de años. Sus generadores termoeléctricos radiactivos estarán completamente agotados en un par de décadas a partir de ahora. Entonces, para que una sonda interestelar llegue a otras estrellas en menos de, digamos, cien años, hay una lista limitada de fuentes de energía que se pueden usar:
El proyecto Icarus está trabajando en mejoras del proyecto Daedalus original, definitivamente verifique eso para obtener más detalles.
Dirigir la antena a la Tierra no es un problema: podemos apuntar cosas a las estrellas con bastante precisión. Y cualquier antena de radio de tamaño práctico extendería una señal a un haz tan ancho que apuntar a la Tierra sería el menor de los problemas. Un telescopio de tamaño moderado y un láser probablemente serían mejores; solo elija una longitud de onda que no sea fuerte en el espectro de la estrella.
Alimentarlo con radioisótopos durante 50 años nuevamente no es un gran problema. El RTG de plutonio en el nuevo rover de Marte es bueno para 100-200 W durante 15 años, por lo que es suficiente para ejecutar cualquier dispositivo electrónico a bordo. ¡Las demandas de potencia del propulsor son un poco más problemáticas!
Podemos manejar la desgasificación, una vez que la sonda está en el espacio, alcanza el equilibrio con bastante rapidez. En el espacio interestelar, el problema principal sería la radiación de fondo, en su mayoría rayos cósmicos raros pero de alta energía. Necesita tener múltiples sistemas redundantes para recuperarse de daños temporales o permanentes a la electrónica.
editar: vaya, el espacio es sorprendentemente grande. Un propulsor de iones de 5 MW tardaría unos 2500 años en alcanzar A Cen.
La ecuación del cohete es un tirano cruel. Con mucho, el desafío más difícil es encontrar un sistema de propulsión que pueda alcanzar las velocidades necesarias. El Proyecto Daedalus propuso usar un sistema de fusión nuclear por confinamiento inercial, pero realmente no sabemos si se puede hacer que funcione. La mejor tecnología de confinamiento inercial existente es la Instalación Nacional de Ignición, que utiliza láseres y apenas alcanza el punto de equilibrio, con un enorme edificio de equipo pesado para que eso suceda. No hay principios fundamentales que deban romperse para que funcione, pero tampoco hay garantía de que se pueda diseñar.
Comparado con ese desafío, simplemente continuar operando durante 50 años es fácil.
Evitar colisiones no debería ser un problema. Ninguna sonda espacial utilizada hasta la fecha ha tenido alguna disposición para evitar colisiones, y no hemos perdido ninguna por colisiones accidentales (a menos que cuente la colisión en un planeta). 50 años es mucho más tiempo, pero el espacio interestelar está mucho más vacío.
Fundamentalmente, el problema es que no sabemos cómo hacer un motor de cohete que alcance las velocidades de escape necesarias.
charles teague