別の星系への旅、そしておそらくそこに人口のいる世界を見つけることさえもの夢は、何世代にもわたって人類を夢中にさせてきたものです。しかし、科学者が星間旅行をするためのさまざまな方法を調査できるようになったのは、宇宙探査の時代まででした。長年にわたって多くの理論的設計が提案されてきましたが、最近、レーザー推進星間プローブに多くの注目が集まっています。
Project Dragonflyとして知られている最初の概念設計研究は、2013年に星間研究イニシアチブ（i4iS）によってホストされました。この概念は、レーザーを使用して、軽量帆と宇宙船を光の速度の5％に加速し、アルファに到達することを要求しました約1世紀のケンタウリ。最近の論文では、デザインコンペに参加したチームの1人が、ライトセールとマグネティックセールの提案の実現可能性を評価しました。
「Project Dragonfly：Sail to the stars」というタイトルの論文が最近科学ジャーナルに掲載されました アストラ宇宙飛行士。 この研究は、ポールサバティエ大学（UPS）のトゥールーズ大学を卒業し、現在オープンコスモスのシステムエンジニアであるトビアスハフナーが主導しました。 AKKA Technologies。
星間ミッションの概念に関しては、最大の障害の1つは、常に移動時間でした。前回の記事で示したように、現在のテクノロジーを使用してAlpha Centauriに到達するには、1,000〜81,000年かかります。移動時間を短縮できる理論的な方法がいくつか存在しますが、それらはまだ証明されていない物理学を含むか、法外に高価になるでしょう。
したがって、小型化の最近の開発を利用して、より小型でより安価な宇宙船を作成するライトセイルの魅力。もう1つの利点は、少なくとも理論的には、そのような宇宙船を光速の何分の1まで加速できるため、数十年または1世紀で太陽系と最も近い星の間の広大な距離をカバーできることです。 。
すでに述べたように、i4iS（星間宇宙旅行を近い将来実現することに専念するボランティア組織）は、2013年にライトセイルの最初の概念設計研究を開始しました。これは、2014年に続いて、既存の技術または短期間の技術を使用して、100年以内にAlpha Centauriに到達できること。
2015年7月に英国惑星協会で開催されたワークショップで、4人のファイナリストがデザインを発表しました。ミュンヘン工科大学チームが提出したコンセプトが勝利し、デザインの資金を集めるためのキックスターターキャンペーンを開始しました。カリフォルニア大学サンディエゴ校のチームによって提出されたデザインは、その後、Breakthrough InitiativesのBreakthrough Starshotのデザインに進化しました。
筆頭著者のハフナーと彼の同僚は、英国のクランフィールド大学、ロシアのスコルコボ科学技術研究所（Skoltech）、フランスのUPSのエンジニアと科学者で構成されるチームCranSEDSの一部でした。この最新の研究では、彼と彼の元チームメンバーの一部が、フィージビリティスタディの一環として彼らのミッションコンセプトを発表しました。
この調査のために、彼らはライトセイルのミッションアーキテクチャのあらゆる側面を検討しました。これは、帆のサイズ、それを構築するために使用される材料、レーザーの開口部のサイズ、レーザーの配置、宇宙船の重量、および宇宙船が目的地に近づいたときに減速するために使用される方法にまで及びました。
結局、彼らが思いついたミッションアーキテクチャは、100 GWのレーザー出力を使用して2750 kg（約6000ポンド）の宇宙船を光速5％に加速することを求めていました。アルファケンタウリ。帆は、直径29.4 km（18.26 mi）のグラフェン単層で構成されるため、直径29.4 km（18.26 mi）の開口部を持つレーザーが必要です。
このレーザーは太陽の近くに配置され（地球と太陽のL1ラグランジュポイントまたはCislunar軌道のいずれか）、大規模なソーラーパネルによって電力が供給されます。減速するために、宇宙船は軽い帆を投棄し、金属線で構成される磁気帆を配備しました。この帆は、直径約35 km（22マイル）、重量1000 kg（2200ポンド）のループ構造を形成します。
配置されると、磁気帆は星間媒質からのプラズマとアルファケンタウリからの太陽風を遮り、減速してシステムに入ります。彼らは、このアーキテクチャは質量と速度のバランスを達成し、ミッションが100年余りでアルファケンタウリに到達することを可能にし、到着時に科学作戦を行うことを可能にすると結論付けています。
彼らの研究で指摘しているように、このタイプのミッションアーキテクチャには多くの利点があります。それだけでなく、大きな宇宙船は、グラムスケールの宇宙船よりも多くの機器を持ち運び、より多くの科学的データを収集できるという事実もあります。 （画期的なスターショットのように スターチップ）。彼らが結論したように：
「[レーザーと磁気帆の両方]には、宇宙船で推進剤を輸送する必要がないという利点があります。ミッションは現在利用可能な、または開発中の技術に基づいていますが、必要な宇宙インフラを実際に構築するには大幅な改善が必要です…マルチ宇宙船ミッションのベースラインであるレーザーシステムは、妥当な期間使用されます。最初の宇宙船から学んだ教訓とデータは、次の宇宙船を強化するために使用できます。」
彼らはまた、宇宙でのキロサイズの構造物の必要性を含む、そのような使命が伴うであろう課題を認めます。このような構造物は軌道上に構築する必要があり、軌道製造施設の開発が最初に必要になります。そしてもちろん、レーザーやその他の重要なシステムには、さらなる改良と開発が必要です。それにもかかわらず、彼らの研究によれば、この概念は実現可能であり、技術的に健全です。
ただし、疑問を抱く人もいます。たとえば、フランクフルトゲーテ大学の理論物理学研究所の理論物理学者、クラウディウスグロス博士がいます。 Grosは、星間宇宙船を構築するためにレーザー帆技術を使用するという長年の支持者であり、そのような宇宙船を減速させるための磁気帆の使用に関する理論的研究を行ってきました。
彼はまた、プロジェクトジェネシスの創設者でもあります。これは、遺伝子工場または極低温ポッドを備えたレーザー帆駆動の宇宙船を他の星系に送り、そこで微生物の生命を「一過性に住むことができる太陽系外惑星、つまり生命を支えることができる惑星」に分配しますが、自分でそれを引き起こす可能性は低いです。彼が電子メールでSpace Magazineに述べたように：
“磁場による減速に関しては、想定されたパラメータ内では実際には不可能です。現在の論文で想定されているように、クラフトが光速の5％で巡航し、20年以内に停止しなければならない場合、作業に数百トンの磁気帆が必要になります。このような重い機体を加速するには、はるかに強力な発射システムが必要になります。」
レーザーまたはソーラーセイルを使用して星間ミッションを実施するという概念には、深いルーツがあります。しかし、そのような宇宙船を作成するための取り組みが本当に一緒になったのは、近年のことです。現在、さまざまなミッションアーキテクチャを提供する多くのコンセプトがあり、それらはすべて、課題と利点を共有しています。
現在複数の提案が開発中であり、これにはHaefnerと彼の同僚による提案、ii4SのDragonflyコンセプトが含まれます そして 画期的なスターショット–現在のライトセイルのコンセプト（もしあれば）が今後数十年でアルファケンタウリへの旅を作ろうとするのは興味深いことです。
それは私たちの生涯の中で到達するものでしょうか、それとも科学的データの方法でより多くを送り返すことができるものでしょうか？それとも、この2つの組み合わせ、一種の短期的/長期的取引でしょうか？言いにくい。要点は、星間ミッションを開始するという夢は、ずっと長い間夢のままではないかもしれないということです。
