Di Universitas California, Santa Barbara, peneliti dari UCSB Experimental Cosmology Group (ECG) saat ini sedang mengerjakan cara untuk mencapai impian penerbangan antarbintang. Di bawah kepemimpinan Profesor Philip Lubin, kelompok ini telah mendedikasikan sejumlah besar upaya menuju terciptanya misi antarbintang yang terdiri atas berlayar cahaya berenergi terarah dan wahana antariksa berskala wafer (WSS) "wafercraft".
Jika semuanya berjalan dengan baik, pesawat ruang angkasa ini akan dapat mencapai kecepatan relativistik (sebagian dari kecepatan cahaya) dan membuatnya ke sistem bintang terdekat (Proxima Centauri) dalam masa hidup kita. Baru-baru ini, EKG mencapai tonggak utama dengan berhasil menguji versi prototipe wafercraft mereka (alias. "StarChip"). Ini terdiri dari pengiriman prototipe melalui balon ke stratosfer untuk menguji fungsionalitas dan kinerjanya.
Peluncuran ini dilakukan bekerja sama dengan Akademi Angkatan Laut Amerika Serikat di Annapolis pada 12 April 2019. Tanggal ini dipilih bertepatan dengan ulang tahun ke-58 penerbangan ruang angkasa kosmonot Rusia Yuri Gagarin, menjadikannya manusia pertama yang pergi ke luar angkasa . Tes terdiri dari meluncurkan prototipe di atas balon ke ketinggian 32.000 m (105.000 kaki) di atas Pennsylvania.
Seperti yang dijelaskan Prof. Lubin dalam sebuah wawancara dengan UCSB Sekarang:
“Ini adalah bagian dari proses membangun untuk masa depan, dan sepanjang jalan Anda menguji setiap bagian dari sistem untuk memperbaikinya. Ini bagian dari program jangka panjang untuk mengembangkan pesawat ruang angkasa mini untuk antarplanet dan akhirnya untuk penerbangan antarbintang. "
Gagasan di balik StarChip sederhana. Dengan memanfaatkan kemajuan dalam miniaturisasi, semua komponen yang diperlukan dari misi eksplorasi dapat dipasang pada pesawat ruang angkasa seukuran tangan manusia. Komponen layar dibangun berdasarkan konsep layar matahari dan pengembangan yang dibuat dengan bahan ringan; dan bersama-sama, mereka menambahkan hingga pesawat ruang angkasa yang bisa dipercepat hingga 20% kecepatan cahaya.
Demi penerbangan ini, tim sains yang menciptakannya menempatkan StarChip melalui serangkaian tes yang dirancang untuk mengukur kinerjanya di ruang angkasa dan kemampuan untuk menjelajahi dunia lain. Selain melihat bagaimana hal itu terjadi di stratosfer Bumi (tiga kali lebih tinggi dari langit-langit operasional pesawat terbang), prototipe mengumpulkan lebih dari 4000 gambar Bumi. As Nic Rupert, seorang insinyur pengembangan di lab Lubin, menjelaskan:
“Itu dirancang untuk memiliki banyak fungsi pesawat ruang angkasa yang jauh lebih besar, seperti pencitraan, transmisi data, termasuk komunikasi laser, penentuan sikap dan penginderaan medan magnet. Karena kemajuan pesat dalam mikroelektronika kita dapat menyusutkan pesawat ruang angkasa ke dalam format yang jauh lebih kecil daripada yang telah dilakukan sebelumnya untuk aplikasi khusus seperti kita. "
Sementara StarChip tampil sempurna di penerbangan ini, ada beberapa rintangan teknis besar di depan. Mempertimbangkan jarak yang terlibat - 4,24 tahun cahaya (40 triliun km; 25 triliun mi) - dan fakta bahwa pesawat ruang angkasa akan perlu mencapai sebagian kecil dari kecepatan cahaya, persyaratan teknologi menakutkan. Seperti yang dikatakan Lubin:
“Daya dorong kimia biasa, seperti yang membawa kita ke bulan hampir 50 tahun yang lalu pada hari itu, akan memakan waktu hampir seratus ribu tahun untuk mencapai sistem bintang terdekat, Alpha Centauri. Dan bahkan propulsi canggih seperti mesin ion akan memakan waktu ribuan tahun. Hanya ada satu teknologi yang dikenal yang mampu menjangkau bintang-bintang terdekat dalam masa hidup manusia dan menggunakan cahaya itu sendiri sebagai sistem penggerak. "
Salah satu tantangan terbesar pada titik ini adalah membangun larik laser berbasis bumi yang akan mampu mempercepat pelayaran laser. "Jika Anda memiliki array laser yang cukup besar, Anda sebenarnya dapat mendorong wafer dengan layar laser untuk mencapai target kami sebesar 20 persen dari kecepatan cahaya," tambah Rupert. "Maka kamu akan berada di Alpha Centauri sekitar 20 tahun."
Sejak 2009, Grup Kosmologi Eksperimental UCSB telah meneliti dan mengembangkan konsep ini sebagai bagian dari program Konsep Lanjutan NASA yang disebut Starlight. Sejak 2016, mereka telah menerima banyak dukungan dari Breakthrough Initiatives (program eksplorasi ruang nirlaba yang dibuat oleh Yuri Milner) sebagai bagian dari Breakthrough Starshot.
Alih-alih menciptakan pesawat ruang angkasa tunggal, tim berharap bahwa penelitian mereka akan mengarah pada penciptaan ratusan bahkan ribuan pesawat wafer yang dapat mengunjungi exoplanet dalam sistem bintang terdekat. Pesawat ruang angkasa ini akan menghilangkan kebutuhan akan propelan dan akan dapat melakukan perjalanan dalam beberapa dekade daripada berabad-abad atau ribuan tahun.
Dalam hal ini, pesawat ruang angkasa ini akan dapat mengungkapkan apakah kehidupan ada di luar Bumi di masa hidup kita. Aspek lain yang menarik dari proyek UCSB melibatkan pengiriman kehidupan dari Bumi ke planet ekstrasurya lainnya. Secara khusus, tardigrades dan nematoda c.
Aspek rencana mereka ini tidak berbeda dengan proposal yang dibuat oleh Dr. Claudius Gros dari Institut Fisika Teoritis Universitas Goethe. Dengan tepat dinamai "Proyek Kejadian", proposal tersebut menyerukan pesawat ruang angkasa didorong oleh energi diarahkan untuk melakukan perjalanan ke sistem bintang lainnya dan menabur benih setiap exoplanet "sementara yang dapat dihuni" yang ada di sana. Singkatnya, kehidupan akan diberikan lompatan awal di planet-planet yang dihuni tetapi tidak dihuni.
Seperti David McCarthy, seorang mahasiswa pascasarjana di Departemen Teknik Listrik dan Komputer di UCSB, menjelaskan, sampai ke titik di mana semua mungkin adalah proses yang sangat berulang. "Inti dari membangun hal-hal ini adalah untuk mengetahui apa yang ingin kita sertakan dalam versi berikutnya, dalam chip berikutnya," katanya. "Anda mulai dengan komponen yang tidak tersedia karena Anda dapat beralih dengan cepat dan murah."
Dengan tes ketinggian tinggi ini selesai, kelompok UCSB bertujuan untuk penerbangan pertama suborbital tahun depan. Sementara itu, kemajuan dalam optik silikon dan fotonik skala wafer terintegrasi - sebagian berkat penelitian yang dilakukan oleh departemen teknik listrik dan komputer UCSB - mengurangi biaya produksi massal pesawat ruang angkasa kecil ini.
Selain perjalanan antarbintang, teknologi ini dapat memfasilitasi misi cepat dan murah ke Mars dan lokasi lain di Tata Surya. Prof. Lubin dan rekan-rekan penelitinya juga telah menghabiskan waktu bertahun-tahun menjelajahi aplikasi untuk pertahanan planet terhadap komet, mengurangi puing-puing ruang angkasa, meningkatkan satelit yang mengorbit Bumi, atau memperkuat jauh pos-pos Tata Surya yang jauh. Ketika datang ke energi yang diarahkan, kemungkinan benar-benar mengejutkan.
