In 2015 richtte de Russische miljardair Yuri Milner Breakthrough Initiatives op, een non-profitorganisatie die zich toelegt op het verbeteren van de zoektocht naar buitenaardse intelligentie (SETI). In april van het volgende jaar kondigden hij en de opgerichte organisatie de oprichting aan van Breakthrough Starshot, een programma om een door lichtzeilen aangedreven "wafercraft" te creëren dat de reis naar het dichtstbijzijnde zonnestelsel - Alpha Centauri - tijdens ons leven zou maken.
Afgelopen juni heeft de organisatie een grote stap gezet om dit doel te bereiken. Na een ritje te hebben gemaakt met enkele satellieten die zijn ingezet in Low Earth Orbit (LEO), heeft Breakthrough een succesvolle testvlucht van zijn eerste ruimtevaartuig uitgevoerd. Bekend als "Sprites", dit zijn niet alleen het kleinste ruimtevaartuig ooit gelanceerd, maar prototypes voor het uiteindelijke wafercraft Starshot hoopt te sturen naar Alpha Centauri.
Het concept voor een wafelontwerp is eenvoudig. Door gebruik te maken van recente ontwikkelingen op het gebied van computers en miniaturisatie, zouden ruimtevaartuigen ter grootte van een creditcard kunnen worden gemaakt. Deze zouden in staat zijn om alle benodigde sensoren, microprocessors en microthrusters te dragen, maar zouden zo klein en licht zijn dat het veel minder energie zou kosten om ze te versnellen tot relativistische snelheden - in het geval van Starshot, tot 20% de lichtsnelheid .
Zoals Pete Worden - Executive Director van Breakthrough Starshot en de voormalige directeur van NASA's Ames Research Center - zei in een interview met Wetenschappelijke Amerikaan:
'Dit is een zeer vroege versie van wat we naar interstellaire afstanden zouden sturen. Daarnaast is dit weer een duidelijke demonstratie dat het voor landen mogelijk is om samen te werken om geweldige dingen in de ruimte te doen. Dit zijn Europese ruimtevaartuigen met Amerikaanse nanosatellietladingen die op een Indiase booster worden gelanceerd - veel internationaler kan niet worden. "
Professor Abraham Loeb heeft ook enkele keuzewoorden om deze historische gebeurtenis te markeren. Naast de Frank B. Baird Jr. Professor of Science, de voorzitter van de afdeling Astronomie en de directeur van het Institute for Theory and Computation aan de Harvard University, is Prof. Loeb ook de voorzitter van de Breakthrough Starshot Adviescommissie. Zoals hij via e-mail aan Space Magazine vertelde:
“De lancering van de Sprite-satellieten is de eerste demonstratie dat geminiaturiseerde elektronica op kleine chips zonder schade kan worden gelanceerd, de harde omgeving kan overleven en met succes met de aarde kan communiceren. Het Starshot-initiatief heeft tot doel vergelijkbare chips te lanceren die zijn bevestigd aan een lichtgewicht zeil dat door een laserstraal wordt geduwd tot een vijfde van de lichtsnelheid, zodat de camera-, communicatie- en navigatieapparatuur (waarvan het totale gewicht een gram is) bereiken de dichtstbijzijnde planeet buiten het zonnestelsel binnen onze generatie. ”
Het vaartuig werd op 23 juni ingezet en vervoerde meeliften op twee satellieten van het multinationale technologiebedrijf OHB System AG. Net als de StarChips die Starshot voorstelt, vormen de Sprites een belangrijke stap in de evolutie van miniatuurruimtevaartuigen die het werk van grotere robotverkenners kunnen doen. Ze meten slechts 3,5 bij 3,5 cm (1,378 x 1,378 inch) en wegen slechts vier gram (0,14 gram), maar slagen er toch in zonnepanelen, computers, sensoren en radio's in hun kleine frames te stoppen.
De Sprite is oorspronkelijk bedacht door Zac Manchester, een postdoctoraal onderzoeker en ruimtevaartingenieur aan de Cornell University. In 2011 lanceerde hij een Kickstarter-campagne (genaamd "KickSat") om fondsen te werven om het concept te ontwikkelen, wat zijn manier was om de bijbehorende kosten van ruimtevaart te verlagen. De campagne was een groot succes, waarbij Manchester in totaal $ 74.586 inzamelde van zijn oorspronkelijke doel van $ 30.000.
Nu lid van Breakthrough Starshot (waar hij de leiding heeft over het ontwerp en de optimalisatie van wafers), hield Manchester toezicht op de bouw van de Sprites van de Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering in Cornell. Zoals professor Loeb uitlegde:
“Het Sprites-project wordt geleid door Zac Manchester, een postdoc van Harvard die hieraan begon te werken tijdens zijn PhD bij Cornell. Sprites zijn satellieten van chipformaat die worden aangedreven door zonlicht en bedoeld zijn om in de ruimte te worden vrijgegeven om een nieuwe technologie van lichtgewicht (gramschaal) ruimtevaartuigen te demonstreren die met de aarde kunnen communiceren. "
Het doel van deze missie was om te testen hoe goed de elektronische systemen en radiocommunicatie van de Sprites in een baan om de aarde presteerden. Bij de inzet bleven de Sprites verbonden met deze satellieten (bekend als "Max Valier" en "Venta") en begonnen ze uit te zenden. Vervolgens werden er berichten ontvangen van grondstations, waaruit bleek dat de nieuwe radiocommunicatie-architectuur van de Sprites precies zo presteerde als was bedoeld.
Nu deze test is voltooid, heeft Starshot nu de bevestiging dat een waferocraft in staat is om in de ruimte te werken en te communiceren met controllers op de grond. In de komende maanden en jaren zullen de vele wetenschappers en ingenieurs die achter dit programma zitten, ongetwijfeld proberen andere essentiële systemen (zoals de microthrusters en imagers van het vaartuig) te testen, terwijl ze ook werken aan de verschillende technische problemen die een instellaire missie met zich mee zou brengen.
Ondertussen zenden de Sprites nog steeds uit en staan ze in radiocontact met grondstations in Californië en New York (evenals radioliefhebbers over de hele wereld). Voor degenen die wilden luisteren naar hun communicatie, was prof.Loeb zo vriendelijk om ons te laten weten op welke frequentie ze zenden.
"De radiofrequentie waarop de zojuist gelanceerde Sprites werken is 437,24 MHz, wat overeenkomt met een golflengte van ongeveer 69 cm", zei hij. Dus als je een hamradio hebt en zin hebt om af te stemmen, dan kun je hier je wijzerplaten instellen!
En zorg ervoor dat je de Kickstarter-video van Zac Manchester bekijkt, die de technologie en inspiratie voor de KickSat laat zien:
Verder: baanbrekende initiatieven
