2015 etablerade den ryske miljardären Yuri Milner Genombrottsinitiativ , en ideell organisation dedikerad till att förbättra sökandet efter utomjordisk intelligens (SETI). I april året därpå meddelade han och organisationen att bildas Genombrott Starshot , ett program för att skapa en lättsegeldriven 'wafercraft' som skulle göra resan till närmaste stjärnsystem - Alpha Centauri - under vår livstid.
Detta senaste juni , tog organisationen ett stort steg mot att uppnå detta mål. Efter att ha åkt på några satelliter som sattes in till Low Earth Orbit (LEO), genomförde Breakthrough en framgångsrik testflygning av sin första rymdfarkost. Kända som 'Sprites', dessa är inte bara den minsta rymdfarkost som någonsin lanserats, utan prototyper för den eventuella wafercraft Starshot hoppas kunna skicka till Alpha Centauri.
Konceptet för en wafercraft är enkelt. Genom att utnyttja den senaste utvecklingen inom datoranvändning och miniatyrisering kan rymdfarkoster som är lika stora som ett kreditkort skapas. Dessa skulle kunna bära alla nödvändiga sensorer, mikroprocessorer och mikropropeller, men skulle vara så små och lätta att det skulle ta mycket mindre energi att accelerera dem till relativistiska hastigheter – i fallet med Starshot, upp till 20 % ljusets hastighet .
Konstnärs illustration av ett ljussegel som drivs av en laserstråle (röd) genererad på jordens yta. Kredit: M. Weiss/CfA
Som Pete Worden – Breakthrough Starshots verkställande direktör och tidigare chef för NASAs Ames Research Center – sa i en intervju med Scientific American :
'Detta är en mycket tidig version av vad vi skulle skicka till interstellära avstånd. Dessutom är detta ytterligare ett tydligt bevis på att det är möjligt för länder att arbeta tillsammans för att göra stora saker i rymden. Dessa är europeiska rymdfarkoster med amerikansk nanosatellitnyttolaster som startar på en indisk booster – du kan inte bli mycket mer internationell än så.”
Professor Abraham Loeb har också några utvalda ord för att markera detta historiska tillfälle. Förutom att vara Frank B. Baird Jr. professor i vetenskap, ordförande för astronomiavdelningen och chef för Institutet för teori och beräkning vid Harvard University är professor Loeb också ordförande för Breakthrough Starshot Advisory Committee. Som han sa till Universe Today via e-post:
'Uppskjutningen av Sprite-satelliterna markerar den första demonstrationen av att miniatyriserad elektronik på små chips kan skjutas upp utan skada, överleva den hårda miljön i rymden och framgångsrikt kommunicera med jorden. Starshot-initiativet syftar till att lansera liknande chips fästa på ett lättviktssegel som det trycks av en laserstråle till en femtedel av ljusets hastighet, så att dess kamera, kommunikations- och navigationsenheter (vars totala vikt är av storleksordningen ett gram) nå den närmaste planeten utanför solsystemet inom vår generation.'
En prototyp Sprite nanosatellit, som visar dess solpanel, mikroprocessorer, sensorer och sändare. Kredit: Zac Manchester
Farkosten sattes in den 23 juni, piggybacking på två satelliter som tillhör det multinationella teknikföretaget OHB System AG . Ungefär som StarChips som Starshot föreslår, representerar Sprites ett stort steg i utvecklingen av miniatyrrymdfarkoster som kan göra jobbet som större robotutforskare. De mäter bara 3,5 x 3,5 cm (1,378 x 1,378 tum) och väger bara fyra gram (0,14 ounces), men lyckas ändå packa in solpaneler, datorer, sensorer och radioapparater i sina små ramar.
Sprite skapades ursprungligen av Zac Manchester, en postdoktor och flygingenjör vid Cornell University. Redan 2011 lanserade han en Kickstarter-kampanj (kallad ' KickSat “) för att samla in pengar för att utveckla konceptet, vilket var hans sätt att få ner de tillhörande kostnaderna för rymdfärd. Kampanjen blev en stor framgång, där Manchester samlade in totalt 74 586 $ av sitt ursprungliga mål på 30 000 $.
Nu medlem i Breakthrough Starshot (där han är ansvarig för Wafer design och optimering), övervakade Manchester konstruktionen av Sprites från Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering hos Cornell. Som professor Loeb förklarade:
'Sprites-projektet leds av Zac Manchester, en postdoc från Harvard som började arbeta med detta under sin doktorsexamen vid Cornell. Sprites är satelliter i chipsstorlek som drivs av solljus, avsedda att släppas ut i rymden för att demonstrera en ny teknologi av lätta (gramskaliga) rymdfarkoster som kan kommunicera med jorden.'
Zac Manchester håller en prototyp KickSat. Kredit: Zac Manchester/kickstarer
Syftet med detta uppdrag var att testa hur väl Sprites elektroniksystem och radiokommunikation presterade i omloppsbana. Vid utplaceringen förblev Sprites kopplade till dessa satelliter (kända som 'Max Valier' och 'Venta') och började sända. Kommunikationer mottogs sedan från markstationer, vilket visade att Sprites nya radiokommunikationsarkitektur fungerade exakt som den var designad för.
Med detta test klart har Starshot nu bekräftat att en waferocraft kan arbeta i rymden och kommunicera med markbaserade kontroller. Under de kommande månaderna och åren kommer de många forskare och ingenjörer som ligger bakom detta program utan tvekan att försöka testa andra viktiga system (som farkostens mikropropeller och bildapparater) samtidigt som de arbetar med olika tekniska frågor som ett instellärt uppdrag skulle innebära.
Under tiden sänder Sprites fortfarande och är i radiokontakt med markstationer i Kalifornien och New York (liksom radioentusiaster runt om i världen). För dem som vill lyssna på deras kommunikation var Prof. Loeb vänlig nog att meddela oss vilken frekvens de sänder på.
'Radiofrekvensen som Sprites som just lanserades fungerar på är 437,24 MHz, vilket motsvarar en våglängd på ungefär 69 cm', sa han. Så om du har en skinkradio och känner för att ställa in, är det här du ska ställa dina rattar!
Och se till att kolla in Zac Manchesters Kickstarter-video, som visar upp tekniken och inspirationen för KickSat:
https://ksr-video.imgix.net/projects/50584/video-56971-h264_high.mp4Ytterligare: Genombrottsinitiativ