Een organisatie van astronomen en natuurkundigen, waaronder Stephen Hawking, wil zogenoemde nanocrafts naar Alpha Centauri sturen. Kleine vaartuigen moeten de afstand van 4,37 lichtjaar in twintig jaar overbruggen met een combinatie van lichtzeil en lasers.
Volgens de organisatie is de geschiedenis van de mensheid er een van grote sprongen, maar zou een bezoek aan de meest nabije ster met de huidige aandrijftechnieken honderden millennia duren. Nieuwe technologie zou echter wel het sturen van kleine ruimtevaartuigen op hoge snelheid mogelijk maken, stellen ze.
Breakthrough Starshot, zoals het project heet, wordt gefinancierd door de Russische investeerder Yuri Milner en is onderdeel van de Breakthrough Prize-reeks van awards voor wetenschappelijke doorbraken. Naast Milner zelf zitten Facebook-ceo Mark Zuckerberg en Stephen Hawking in het bestuur van het project, dat geleid wordt door vooraanstaande natuurkundigen, astronomen en voormalige NASA-medewerkers. Het project werd aangekondigd op de dag waarop de Russische kosmonaut Yuri Gagarin 55 jaar geleden als eerste mens een ruimtevlucht maakte.
De onderzoekers stellen voor om nanocrafts te bouwen die uit twee onderdelen bestaan: een StarChip en een LightSail. De StarChip moet alle micro-elektronica van een ruimtevaartuig bevatten, zoals camera’s, sensoren, voeding, navigatie en communicatie, in een verpakking op gram-scale. De kosten zouden rond die voor een iPhone komen te liggen en hij zou op grote schaal geproduceerd kunnen worden uit oogpunt van redundantie en bereik. Voor de aandrijving is er het LightSail, dat een oppervlak van enkele vierkante meters gaat hebben en dankzij het gebruik van metamaterialen een paar honderd atomen dik zou kunnen zijn.
Voor de voeding van de elektronica van de StarChip kan americium gebruikt worden, dat ook vaak in rookmelders te vinden is. De ruimtezeilvaartuigen op snelheid brengen, is echter veel complexer. Het idee is nu om duizenden exemplaren met een moederschip in de ruimte te brengen en ze vanaf de aarde met lasers te beschijnen. De zeilen moeten het licht reflecteren, waarbij de energie niet geabsorbeerd mag worden. Om ze voldoende op snelheid te brengen zou namelijk tot aan honderd gigawatt nodig kunnen zijn, duizend keer de output van een kernreactor.
Een array van lasers moet daarvoor op grote hoogte en bij droge omstandigheden voor een gebundelde straal zorgen. In enkele minuten kunnen de zeilvaartuigen zo op twintig procent van de snelheid van het licht gebracht worden. Daarmee kunnen ze volgens de onderzoekers in twintig jaar de afstand van 4,37 lichtjaar tot Alpha Centauri, oftewel 40 biljoen kilometer, overbruggen.
Foto’s en sensordata moeten vervolgens teruggestuurd worden naar de aarde, waar dezelfde lichtstraal vier jaar later de data zou moeten ontvangen. De mensen achter Breakthrough Starshot beamen dat er enorme technische uitdagingen zijn bij het uitvoeren van het project en daarom roepen ze op wereldwijd samen te werken.
Doel van de missie is om erachter te komen of er een aardeachtige planeet rond Alpha Centauri cirkelt en of die leven bevat. De wetenschappers hopen in dat geval een StarChip tot op een astronomische eenheid, bijna 150 miljoen kilometer, van die planeet te kunnen brengen, voldoende om foto’s te kunnen nemen waarop geografische informatie als continenten en oceanen te onderscheiden zouden zijn. Op termijn kunnen de kosten voor een individuele lancering teruggebracht worden tot enkele honderdduizenden dollars, maar voor het onderzoek is een veelvoud daarvan nodig. Als verantwoording voor de kosten zou de technologie die voor dit initiatief ontwikkeld wordt, ook gebruikt kunnen worden bij onderzoek in ons eigen zonnestelsel, en zou de array van lasers ook gebruikt kunnen worden als telescoop en voor de detectie van asteroïden.