カリフォルニア大学サンタバーバラ校では、UCSB実験宇宙グループ（ECG）の研究者が現在、星間飛行の夢を実現する方法に取り組んでいます。フィリップルビン教授のリーダーシップのもと、このグループは、指向性エネルギーの軽い帆とウエハースケールの宇宙船（WSS）の「ウエハークラフト」で構成される星間ミッションの作成に向けて、相当な努力を傾けてきました。
すべてがうまくいけば、この宇宙船は相対論的な速度（光速の一部）に到達し、私たちの寿命の中で最も近い星系（プロキシマケンタウリ）に到達できます。最近、ECGはウエハークラフトのプロトタイプバージョン（別名「StarChip」）のテストに成功し、大きなマイルストーンを達成しました。これは、バルーンを介してプロトタイプを成層圏に送信し、その機能とパフォーマンスをテストすることで構成されていました。
打ち上げは、2019年4月12日にアナポリスの米国海軍兵学校と共同で行われました。この日付は、ロシアの宇宙飛行士ユーリガガーリンの軌道宇宙飛行の58周年と一致するように選択され、彼が最初に宇宙に行ったのです。 。テストは、ペンシルベニア州の高度32,000 m（105,000フィート）まで風船に乗ってプロトタイプを打ち上げることで構成されていました。
ルビン教授がUCSBのインタビューで説明したように 現在:
「これは、将来に向けて構築するプロセスの一部であり、システムの各部分をテストして改良する過程に沿っています。これは、惑星間、最終的には星間飛行用の小型宇宙船を開発する長期プログラムの一部です。」
StarChipの背後にある考え方は単純です。小型化の進歩を利用することにより、探査任務に必要なすべてのコンポーネントを人間の手のサイズの宇宙船に取り付けることができます。セールのコンポーネントはソーラーセイルのコンセプトと軽量素材で作られた開発に基づいています。合計すると、光速20％まで加速できる宇宙船になります。
この飛行のために、それを作成した科学チームは、宇宙での性能と他の世界を探索する能力を測定するために設計された一連のテストをStarChipに行いました。地球の成層圏（飛行機の操作可能な天井の3倍の高さ）でどのようにフェアリングされたかを確認することを除いて、プロトタイプは地球の4000以上の画像を収集しました。 Lubinのラボの開発エンジニアであるNic Rupertは次のように説明しています。
「これは、レーザー通信、姿勢決定、磁場感知などの画像処理、データ送信など、はるかに大きな宇宙船の多くの機能を備えて設計されました。マイクロエレクトロニクスの急速な進歩により、私たちは宇宙船を、私たちのような特殊なアプリケーションで以前に行われていたよりもはるかに小さなフォーマットに縮小することができます。」
StarChipがこのフライトで完璧に機能する一方で、いくつかの大きな技術的ハードルが先にあります。関係する距離– 4.24光年（40兆km; 25兆mi）–と宇宙船が光速の何分の1に到達する必要があるという事実を考えると、技術要件は困難です。ルビンが言ったように：
「私たちを約50年前に月に連れて行ったような通常の化学推進力は、最も近い星系であるアルファケンタウリに到達するまでに約10万年かかります。そして、イオンエンジンのような高度な推進力でさえ、何千年もかかるでしょう。人間の寿命の中で近くの星に到達でき、光自体を推進システムとして使用している既知の技術は1つだけです。」
この時点での最大の課題の1つは、レーザー帆を加速できる地球ベースのレーザーアレイを構築することです。 「十分な大きさのレーザーアレイがある場合は、実際にレーザー帆でウェーハを押して、光速の20％の目標を達成することができます」とルパート氏は付け加えました。 「その後、20年くらいでアルファケンタウリにいることになります。」
2009年以来、UCSB実験宇宙グループは、Starlightと呼ばれるNASA Advanced Conceptsプログラムの一環として、このコンセプトを研究および開発してきました。 2016年以来、ブレイクスルースターショットの一環として、ブレイクスルーイニシアチブ（ユーリミルナーが作成した非営利の宇宙探査プログラム）からかなりの支援を受けています。
チームは単一の宇宙船を作成するのではなく、彼らの研究が近くの星系の太陽系外惑星を訪れることができる何百、何千ものウエハースケールの船の作成につながることを期待しています。これらの宇宙船は、推進剤の必要性をなくし、数世紀または数千年ではなく、数十年以内に旅をすることができます。
この点で、これらの宇宙船は、私たちの生涯で地球の向こう側に生命が存在するかどうかを明らかにすることができます。 UCSBプロジェクトのもう1つの興味深い側面は、地球から他の太陽系外惑星に生命を送ることです。具体的には、クマムシと線虫c。
彼らの計画のこの側面は、ゲーテ大学の理論物理学研究所のクラウディウスグロス博士の提案と同じです。適切に「プロジェクトジェネシス」と名付けられたこの提案は、指向性エネルギーによって推進される宇宙船が他の星系に移動し、そこにある「一時的に居住可能な」太陽系外惑星をシードすることを求めています。要するに、居住可能であるが居住していない惑星で生命はジャンプスタートを与えられるでしょう。
UCSBの電気電子工学科の大学院生であるDavid McCarthyが説明したように、すべてが可能な点に到達することは非常に反復的なプロセスです。 「これらのものを構築するポイントは、次のバージョン、次のチップに何を含めたいかを知ることです」と彼は言った。 「迅速かつ安価に反復できるため、市販のコンポーネントから始めます。」
この高高度テストの完了により、UCSBグループは、来年の軌道下初飛行を目指しています。一方、シリコンオプティクスと統合されたウェーハスケールフォトニクスの進歩は、一部にはUCSBの電気およびコンピュータエンジニアリング部門による研究のおかげで、これらの小さな宇宙船の大量生産のコストを削減しています。
星間移動に加えて、このテクノロジーは、火星や太陽系の他の場所への迅速で低コストのミッションを促進する可能性があります。ルビン教授と彼の仲間の研究者はまた、彗星に対する惑星の防御、宇宙ゴミの軽減、地球周回衛星の増強、または遠方の太陽系基地への遠隔給電に何年も費やしてきました。指向性エネルギーに関しては、可能性は本当に驚異的です。
