Az Alfa Centauri elég közel van ahhoz, hogy a déli égbolt egyik legfényesebb objektuma legyen, mégis űrhajózási mércével mérve brutálisan távoli marad. Egyik legközelebbi tagja, a Proxima Centauri, körülbelül 4,2 fényévnyire található. Ami azt jelenti, hogy magának a fénynek több mint négy évbe telik, mire megteszi ezt a távolságot.
Egy olyan űrhajónak, amely a mai leggyorsabban haladó szondák sebességéhez hasonlóan gyorsan mozogna, több tízezer évre lenne szüksége az odajutáshoz. A Breakthrough Starshot azt javasolta, hogy a számítást úgy módosítsák, hogy szinte az összes hajtóművet távolítsák el, vagyis egy gramm tömegű és méretű szondát, amely egy ultravékony fényvisszaverő vitorlához van rögzítve, és amelyet egy nagy teljesítményű lézerrendszer gyorsít fel a fénysebesség körülbelül egyötödére.
Ezzel a sebességgel a repülés valamivel több mint 20 évig tartana. Ez egy küldetéskoncepció, nem pedig egy indításra váró űrhajó, és a javasolt programnak nincs megerősített indítási dátuma. Jelentősége abban rejlik, hogy megmutassa, mit enged meg a fizika, ha a meghajtási energia a Földön marad, és a hasznos teher szinte súlytalanná válik.
Miért jelent a 4,2 fényév több tízezer évet?
Az Európai Déli Obszervatórium az Alfa Centaurit háromcsillagos rendszerként írja le. Az Alfa Centauri A és B egy fényes párt alkot, míg a Proxima Centauri vörös törpe távolabb található, és jelenleg a Naphoz legközelebbi önálló csillag.
A távolság körülbelül 40 billió kilométer. A NASA szerint a Voyager 1 nagyjából évi 3,5 csillagászati egység, azaz körülbelül 17 kilométer másodpercenkénti sebességgel távolodik el a Naprendszerből. Ezzel a sebességgel egy ideális átkelés a Proximáig nagyjából 75 000 évig tartana. A Voyager nem halad afelé, de a sebessége hasznos mérőszámot ad arra vonatkozóan, hogy mire képesek a bevált csillagközi utazók.
Nemrégiben megvizsgálták, hogy miért marad még a legközelebbi csillag is a hagyományos űrhajók időskáláján kívül. A korlát nem pusztán az üzemanyag-kapacitás. Egy rakétának a szerkezetével és a hasznos terhével együtt kell gyorsítania így minnél gyorsabban menne annál több üzemanyag kell, de minnél több üzemanyag, annál nagyobb súly, ez egy ördögi kör amely miatt valójában szinte véggtelen energiára lenne szükség.
A Starshot javaslata – miért vinne a szonda hajtóművet?
A 2016-ban bejelentett Breakthrough Starshot koncepció leválasztotta az energiaforrást és a hajtóművet a járműről. Egy földi telepítésű, fázisvezérelt lézerekből álló rendszer a fényt egy méteres méretű vitorlára fókuszálná az űrben. A fotonoknak nincs nyugalmi tömegük, de lendületet -energiát- hordoznak. Ezek visszaverődéskor nyomást fejtenek ki.
A közönséges napfény nyomása kicsi. A Starshot ehelyett egy több tíz vagy akár száz gigawatt teljesítményű nyalábot képzelt el, amelyet percekig a vitorlán tartanának. A nanoszerkezet a fénysebesség körülbelül 20 százalékára, közel 60 000 kilométer/másodpercre gyorsulna, mielőtt a fő repüléshez szükséges üzemanyag nélkül siklana át a csillagközi téren.
Azért elégséges néhány perc, és nem folyamatos meghajtás, mivel az űrben nincs semmilyen közeg, amely ellenállást fejteni ki bármilyen haladó testre.
A tömegkorlát mindent megváltoztat. Egy hagyományos szonda több száz vagy több ezer kilogrammot nyomhat. A Starshot „StarChip”-je kamerákat, érzékelőket, számítástechnikát és kommunikációs eszközöket tartalmazna egy grammokban mérhető tokban, miközben maga a vitorla is rendkívül könnyű maradna. Az eredeti terv szerint sok szondát indítottak volna fel, mert néhányuk elkerülhetetlenül meghibásodna.
A repülési idő valamivel több mint 20 év
Ha nagyjából 4,2 fényévet elosztunk a fénysebesség 0,2-szeresével, akkor valamivel több mint 21 évet kapunk. Ez az egyszerű szám nem tartalmazza a technológia kifejlesztéséhez, a lézerberendezés megépítéséhez, a szondák indításához és a gyorsításhoz szükséges pozícióba helyezéséhez szükséges időt.
Ez a számítás nem tartalmazza az adatokra való várakozást. Egy Proxima Centauriról küldött adásnak további 4,2 évre lenne szüksége, hogy elérje a Földet. Még ha a szonda 21 vagy 22 év után is megérkezik, és azonnal továbbítja az adatokat, az első eredmények csak nagyjából 26 évvel az indítás után érkeznének meg.
Az alapmodell űrhajója csak elrepülne mellette, nem állna meg. Mivel az Alfa Centaurinál nincs hasonló lézerrendszer, a fénysebesség egyötödének elvesztése külön problémát jelent. Egy szonda órák alatt átkelhetne a leghasznosabb megfigyelési régión, ami komoly követelményeket támaszt az autonóm navigáció, a célzás és az adatgyűjtés terén.
A vitorlák
Az alapötlet az ismert fizikát követi. A megépítése már más kérdés. A vitorlának szinte az összes bejövő lézerenergiát vissza kell verinie, mivel még a kismértékű elnyelés is képes egy mindössze néhány tíz vagy több száz nanométer vastag filmet addig hevíteni, amíg az deformálódik vagy elpárolog. Emellett a sugár középpontjában kell maradnia, ahelyett, hogy gyorsulás közben megdőlne, elszakadna vagy elsodródna.
A laboratóriumi munka továbbra is folyik ezekkel a problémákkal. 2025-ben egy Caltech vezette csapat jelentette az első közvetlen sugárzási nyomásméréseket egy rögzített mikroszkopikus fényvitorla-membránon. A kutatók körülbelül 70 femtonewton erőt mértek, és azt vizsgálták, hogy a nyalábszög és az élszórás hogyan befolyásolja a mozgást. Ez egy anyag- és mérési kísérlet volt, nem relativisztikus repülési teszt.
Kinőtte eredeti kereteit a terv
A Starshot egy 100 millió dolláros kutatási programként indult, amelynek célja a koncepció bizonyítása volt, nem pedig a teljes csillagközi rendszer finanszírozása. 2025 szeptemberében a Scientific American arról számolt be, hogy a programot felfüggesztették, és hogy a problémáin dolgozó kutatók nem tisztázták a jövőjét. A szünetet követően nem történt hivatalos küldetésleállítás.
Az alapjául szolgáló munka nem állt meg. A kutatócsoportok továbbra is publikálnak a nanofotonikus anyagok, a hőszabályozás, a vitorla stabilitása és a sugárzási nyomás területén. Ezek az eredmények a kisebb és lassabb küldetések számára is előnyösek lehetnek, még akkor is, ha az Alfa Centauri fellövése távoli marad.
A 20 éves átkelés tehát egy igényes terv keretében védhető eredmény, nem pedig előrejelzés. Egy grammméretű vitorla, amely a fénysebesség egyötödével halad, egy felnőtt ember életén belül elérhetné a legközelebbi csillagrendszert. A lézert, vitorlát, szondát és kommunikációs láncot még senki sem építette meg, ami ehhez szükséges lenne, de már az eddigi tervek és eredmények is hatalmas előrelépést jelentenek – írta a Spacedaily.
