2015 inrättade den ryska miljardären Yuri Milner Breakthrough Initiatives, en ideell organisation som syftar till att förbättra sökandet efter utomjordisk intelligens (SETI). I april året efter meddelade han och organisationen som grundades skapandet av Breakthrough Starshot, ett program för att skapa ett ljussegeldrivet "wafercraft" som skulle göra resan till närmaste stjärnsystem - Alpha Centauri - under vår livstid.
Den senaste juni tog organisationen ett stort steg mot att uppnå detta mål. Efter att ha tagit en tur på vissa satelliter som sänts till Low Earth Orbit (LEO) genomförde genombrott en framgångsrik testflygning av sitt första rymdskepp. Känd som "Sprites", det är inte bara det minsta rymdskepp som någonsin har lanserats, utan prototyper för eventuella wafercraft Starshot hoppas kunna skicka till Alpha Centauri.
Konceptet för ett wafercraft är enkelt. Genom att utnyttja den senaste utvecklingen inom datoranläggning och miniatyrisering kan rymdfarkoster som är på ett kreditkortsstorlek skapas. Dessa skulle kunna bära alla nödvändiga sensorer, mikroprocessorer och mikrotrustare, men skulle vara så små och lätta att det skulle ta mycket mindre energi för att påskynda dem till relativistiska hastigheter - för Starshot, upp till 20% ljusets hastighet .
Som Pete Worden - Breakthrough Starshots verkställande direktör och tidigare chef för NASA: s 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 en tydlig demonstration av att det är möjligt för länder att arbeta tillsammans för att göra stora saker i rymden. Det här är europeiska rymdskepp med amerikanska nanosatellit-nyttolast som startar på en indisk booster - du kan inte bli mycket mer internationell än så. "
Professor Abraham Loeb har också några valord som markerar 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 berättade för Space Magazine via e-post:
”Starten av Sprite-satelliterna markerar den första demonstrationen att miniatyriserad elektronik på små chips kan lanseras utan skada, överleva den hårda miljön i rymden och kommunicera framgångsrikt med jorden. Starshot Initiative syftar till att lansera liknande chips kopplade till ett lätt segel som det skjuts av en laserstråle till en femtedel av ljusets hastighet, så att dess kamera, kommunikations- och navigationsenheter (vars totala vikt är i ordning ett gram) kommer nå den närmaste planeten utanför solsystemet inom vår generation. ”
Hantverket distribuerades den 23 juni, piggybacking på två satelliter som tillhör det multinationella teknikföretaget OHB System AG. I likhet med StarChips som Starshot föreslår, representerar Sprites ett viktigt steg i utvecklingen av miniatyr rymdfarkoster som kan göra jobbet för större robotutforskare. De mäter bara 3,5 med 3,5 cm (1,378 x 1,378 tum) och väger bara fyra gram (0,14 ounce), men lyckas ändå packa solpaneler, datorer, sensorer och radioapparater i sina små ramar.
Sprite utformades ursprungligen av Zac Manchester, en forskarutbildare och flyg- och rymdingenjör vid Cornell University. Tillbaka 2011 lanserade han en Kickstarter-kampanj (kallad "KickSat") för att samla in pengar för att utveckla konceptet, vilket var hans sätt att minska de därmed sammanhängande kostnaderna för rymdflyg. Kampanjen var en enorm framgång, med Manchester som samlade in totalt 74 586 $ av sitt ursprungliga mål på $ 30 000.
Nu medlem i Breakthrough Starshot (där han ansvarar för Wafer design och optimering), Manchester övervakade byggandet av Sprites från Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering på Cornell. Som professor Loeb förklarade:
”Sprites-projektet leds av Zac Manchester, en Harvard-postdoktor som började arbeta med detta under sin doktorsexamen vid Cornell. Sprites är satelliter med chipstorlek som drivs av solljus och är avsedda att släppas i rymden för att demonstrera en ny teknik med lätta rymdskepp (gramskala) som kan kommunicera med jorden. ”
Syftet med detta uppdrag var att testa hur bra Sprites elektroniksystem och radiokommunikation fungerade i omloppsbana. Vid utplaceringen förblev Sprites kopplade till dessa satelliter (känd som "Max Valier" och "Venta") och började sända. Kommunikationer mottogs sedan från markstationer, vilket visade att Sprites nya radiokommunikationsarkitektur fungerade exakt som den var utformad för.
När detta test är klart har Starshot nu bekräftat att ett waferocraft kan arbeta i rymden och kommunicera med markbaserade styrenheter. Under de kommande månaderna och åren kommer de många forskare och ingenjörer som står bakom detta program utan tvekan att testa andra väsentliga system (som hantverkets mikrotrustare och avbildare) samtidigt som de också arbetar med olika tekniska problem som ett instellaruppdrag skulle innebära.
Under tiden sänder spriterna fortfarande och är i radiokontakt med markstationer i Kalifornien och New York (såväl som radioentusiaster runt om i världen). För dem som ville lyssna på sina kommunikationer var professor Loeb vänlig nog att låta oss veta vilken frekvens de sänder på.
"Radiofrekvensen som Sprites som just lanserades fungerar är 437,24 MHz, vilket motsvarar en våglängd på ungefär 69 cm," sade han. Så om du har en skinkradio och vill stämma in, är det här du kan ställa in dina ringer!
Och se till att kolla in Zac Manchester's Kickstarter-video, som visar teknologin och inspiration för KickSat:
Vidare: Genombrottsinitiativ
