Viễn cảnh du hành đến hệ sao gần nhất Alpha Centauri

Cách đây vài tháng, giới thiên văn học công bố sự tồn tại của hành tinh được mệnh danh là trái đất thứ hai đang xoay quanh sao lùn đỏ Proxima Centauri, ở khoảng cách 4,25 năm ánh sáng so với hệ mặt trời. Giờ đây, một đội ngũ các nhà vật lý học thiên thể nghĩ ra một biện pháp có thể cho phép nhân loại thăm hành tinh trong một tương lai nhất định. Phương pháp này tương tự như đề xuất trong Sáng kiến Breakthrough Starshot, kế hoạch được công bố vào năm ngoái trong nỗ lực gửi một phi đội các tàu du hành cỡ nhỏ đến 3 ngôi sao trong hệ Alpha Centauri, bao gồm sao Proxima. Được vận hành bởi một chùm tia laser khổng lồ, những phi thuyền nhỏ xíu sẽ lao xuyên hệ mặt trời, điên cuồng chụp ảnh, thu thập dữ liệu và truyền thông tin về trái đất. Đề xuất mới của các chuyên gia thuộc Viện Max Planck về nghiên cứu hệ mặt trời (Đức) đã đưa ra một cách tiếp cận khác: cho phép phi thuyền có thể giảm tốc độ để vào quỹ đạo Proxima.

Theo tạp chí Nat Geo, Sáng kiến Breakthrough Starshot dự kiến sẽ đưa phi đội tàu du hành đến mục tiêu trong vòng 20 năm để đến Alpha Centauri. Với khoảng cách 4,37 năm ánh sáng, các phi thuyền thời nay phải mất ít nhất 30.000 năm mới đến nơi.

Breakthrough Starshot đề xuất tàu du hành sử dụng những cánh buồm cực mỏng photon trọng lượng cỡ 1 gr, nương theo chùm tia 100 gigawatt phóng từ trái đất, đạt được tốc độ khoảng 20% ánh sáng. Con tàu sẽ chứa chip mỏng mang theo các camera, ống phóng photon, nguồn năng lượng, thiết bị định vị và liên lạc, theo cha đẻ sáng kiến là nhà khoa học gia Philip Lubin của Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ (NASA). Thay vì các phương tiện đẩy thường thấy, phương pháp này đưa con tàu xuyên không gian bằng lực đẩy tăng tốc điện từ. Tuy nhiên, Breakthrough Starshot vẫn chưa có ý tưởng gì để làm chậm tốc độ phi thuyền một khi đến nơi, cho phép các thiết bị trên tàu giám định 3 sao của hệ thống và các hành tinh xung quanh.

Theo báo cáo trên chuyên san Astrophysical Journal Letters, các chuyên gia Rene Heller và Michael Hippke của Đức đã trình bày một biến thể của chương trình trên. Thay vì sử dụng cánh buồm photon cỡ nhỏ, phản xạ ánh sáng và chạy bằng laser, con tàu có thể sử dụng cánh buồm ánh sáng lớn hơn nhưng lấy năng lượng từ mặt trời. “Cánh buồm có thể làm từ graphene, một bản phim cực mỏng và nhẹ nhưng vô cùng chắc chắn”, theo nhà khoa học Heller.

Khi đến Alpha Centauri, tàu du hành có thể giảm tốc bằng cách tận dụng bức xạ vũ trụ và lực hấp dẫn để len lỏi quanh 3 ngôi sao. Các chuyên gia Đức tính toán một phi thuyền nhỉnh hơn 10 gr đủ sức mang theo nhiều thiết bị hơn phiên bản của dự án Breakthrough Starshot, cho phép đưa con tàu đến Alpha Centauri trong gần 100 năm. Tốc độ di chuyển tối đa của nó phải lên đến 13.800 km/giây, hoặc 4,6% vận tốc ánh sáng. Và cần thêm khoảng 46 năm nữa để đến được Proxima. Tuy nhiên, một hạn chế chưa giải quyết được là để tạo được đủ lực đẩy, phi thuyền nhẹ hơn 100 gr phải cần đến một cánh buồm ánh sáng lên đến 100.000 m2.