Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.
DTU sat blog hoved

Stjerneskudsinitiativet

Stephen Hawking, Yuri Milner og Mark Zuckerberg annocerede i 2016 deres Starshot Initiative

Målet er at sende et ét grams rumskib afsted mod Alfa Centauri med 20% af lysets hastighed. Tricket er at motoren og brændstoffet bliver tilbage på jorden, kun et ét grams sejl skal med op for at accelerere rumskibet - hvis totale masse derved når 2 gram. Motoren er en gigantisk laser med en bølgelængde på 1064 nm - med gigantisk menes en 1 x 1 km2 laser matriks med en total effekt på 100GW. Jeg har set leverandører, der lover laser effektiviter på 20% og publikationer med eksperimentelle lasere der rapporterer op til 50% effektivitet. Altså skal en strømforsyning til sådan en laser-matriks levere i størrelsesordenen 200-500 GW, til gengæld er accelerationen så voldsom at allerede efter godt 10 minutter er rumskibet så langt væk at det ikke kan betale sig at lyse mere på det.

Jeg synes ideen er udfordrende og de teknologiske problemer vil under alle omstændigheder kræve en masse ny teknologi som også kan bruges til andre formål. Sammen med kollegaer har jeg skrevet på en rapport om fremtidens rummissioner. Når den udkommer vil jeg skrive lidt mere om hvad jeg ser af muligheder og udfordringer (vi venter på reviewernes dom).

UCSB test af en interstellar rumsonde som Mie Stage skriver om er bestemt flot, men den er langt fra den mindste rumsonde. I 2017 modtog radioamatører i Californien og New York signaler fra Sprite rumskibe. Et Sprite rumskib vejer godt 4 gram altså 7,5 gange mindre end UCSB's rumsonde - og det har fløjet i lav jordbane hvor link afstanden veksler mellem godt 400 og 3000 km. Faktisk blev de første Sprite rumskibe opsendt i 2014, men desværre blev de aldrig frigivet så det lykkedes ikke at teste dem.

Sprite rumskibene og andre fremtidige versioner af Chip-sats, der sigter mod Stjernskudsinitaitivet vil i sagens natur være meget små. I dag kan SpaceTrack og lignende organisationer detektere og monitorere objekter i lav jordbane ned til en størrelse af ca 100x100x100 mm3, altså en 1U CubeSat kan ses. Formentlig kan de også se ting der er lidt mindre, men 35x35 mm2 er at stramme den. Selvom Chip-sat rumskibene utvivlsomt vil rykke grænserne for hvad vi kan spore, mener jeg at vi bør designe dem til test enten i ultralav jordbane (under 250 km) hvor de kun lever i dage eller uger eller i baner der er så højt over lav jordbane at de ikke kommer til at genere andre rumskibe. Ultimativt er planen jo at de skal forlade jordkredsløbet helt.

René Fleron er civilingeniør på DTU Space og leder af DTUsat-projektet.
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Det er én af de større udfordringer, som du selv er inde på er svaret perfekt refleksion. Eller næsten perfekt refleksion. Stjerneskudsinitiativtagerne har haft Philip Lubin fra UCSB til at regne på hele systemet. Han nævner også sejlets refleksionskoefficient som en stor hurdle, men angiver at man kan opnå tilpas høje refleksioner i lyslederteknologi. Hvis jeg husker ret er det noget med 99,99999% refleksion. Så selv om spejle, der er perfekte nok, ikke eksisterer endnu, så har vi lavet overflader der er gode nok - de sidder bare inde i en lysleder.

Hvor lang tid vil det så tage at flytte den viden over på en åben spejloverflade?
Stjerneskudsfolkene mener de er klar "inden for én generation" - en kendt måleenhed :-)
Jeg har selv regnet lidt på det og lidt mere pessimistisk:
https://ing.dk/blog/vil-cubesats-introduce... (Enheden på y-aksen på figuren i blog indlæget er i gram. Det er ikke rumskibets total masse, enheden fremkommer af det udtryk jeg anvender for at anslå en massehalveringsrate.)

Selvom vi ikke flyver mod stjernerne lige med det samme, er der stadig masser af spændende missioner, der vil blive mulige på vej mod det endelige mål.

  • 1
  • 0

Hvis jeg husker rigtigt er den høje reflektion i lyslederkabler totalreflektion som sker inde fra et materiale med højere brydningsindeks på overgangen til et materiale med lavere brydningsindeks i en vinkel større end den kritiske vinkel.

Det er ikke lige til at finde et materiale med lavere brydningsindeks end vacuum og vinklen mellem laser og solsejl vil mest oplagt være 90 grader så totalreflektion bliver bøvlet.

Et dielektrisk spejl med flere lag er nok en sikrere kandidat men man skal ramme bølgelængden spot on og laser bølgelængden skal nok justeres under accelerationen hvis ikke man kan finde en løsning hvor lagtykkelsesændringen pga opvarmning passer med dopplerskiftet.

  • 0
  • 0

Det er aldrig klogt at citere fra hukommelsen :-)
Strengt taget er lysledere bygget af dielektrika, og det var nok det jeg fik blandet lidt op.
Nu har jeg genlæst Lubins rapport. De satser på dielektriske spejle og har designet et spejl med 99,995% refleksion. De viser også et datasæt for et spejl med 99,999% refleksion, men jeg kan ikke umiddelbart afgøre om det er deres egne eller nogle andres resultater.
Under alle omstændigheder er det rumskibene, der skal flyve med 20% af lyshastigheden, der har problemer med de nuværende refleksionskoefficienter. Det er dér de nævner lysledere eller rettere det glas der anvendes til bla.a. lysledere. De foreslår simpelthen at tillade at en del af lyset tabes gennem spejlet - altså transmitteres. Derved er det absorbtionskoefficienten af glasset der bliver problemet - og for lyslederglas og lignende har vi absorptionskoefficienter, der er så lave at spejlet ikke fordamper.
Og du har helt ret i at dopplerskiftet under accelerationen er en udfordring.

  • 1
  • 0