Laser können winzige Raumschiff zu den Sternen sprengen.

Reisen zu anderen Sternensystemen ist ein großer Traum, aber es zu erreichen gehen ultrasmall erfordern kann.

Strahlen winzige, waferlike Segeln Raumschiff mit leistungsstarken Lasern interstellaren Flugzeiten von Tausenden von Jahren, nur Jahrzehnten Schrägstrich könnte, sagt ein Forscher.

Menschlichen Ausflüge zu den Sternen sind verflucht durch Mathematik. Um in einer angemessenen Zeit dorthin, Raumschiff unglaublich schnell gehen muss – aber schnell Reisen erfordern mehr Treibstoff. Das erforderte Menge Treibstoff, ob Raketentreibstoff, eine Quelle für die Kernfusion oder auch Antimaterie, mehr und mehr für das Schiff zu beschleunigen erschweren würde. [Galerie: Visionen von interstellaren Raumschiff reisen]

Einige Forscher haben eine Lücke in diesem Dilemma gefunden, durch die Vorstellung einer solar, Laser oder Mikrowellen Segel. Eine interstellare Handwerk, das auf die Sonne Photonen oder auf einem Träger aus einer Erdumlaufbahn geschossen gesurft hätte nicht zu Antrieb Quelle mit sich tragen. Aber um eine große Sonde anzutreiben, Menschheit bräuchte eine außerordentlich große umkreisen Laser, und möglicherweise ein Segel der Größe von Texas.

Philip Lubin, ein Forscher an der University of California, Santa Barbara experimentellen Kosmologie Gruppe, Hoffnungen, um solche Probleme mit winzigen waferlike Raumschiff zu bekommen. Seine Idee ist eine der 15, die gewann ein Stipendium der Phase 1 von NASA Innovative fortschrittliche Konzepte (NIAC) Programm im Mai.

Während bemannten interstellaren Flug für eine lange Zeit nicht möglich sein könnte, sieht Lubin nicht warum, die uns daran hindern sollten senden Roboter Abgesandte zu den Sternen.

"Unbemannten Missionen, die wirklich den Großteil der Erforschung unseres Sonnensystems getan haben, die Erweiterung des menschlichen Geistes in weit entfernten Orten geworden sind," sagte Lubin Space.com. "Wir haben keinen Weg, um Menschen zum nächstgelegenen Stern zu schicken, aber wir haben vielleicht eine Möglichkeit, unseren Einfallsreichtum zu den nächsten Sternen in Form von einer sehr kleinen Roboter-Sonde senden."

NIAC Phase ich Zuschüsse sind vergleichsweise klein – bis zu $100,000 — und sie ermutigen, Forscher, detaillierte Pläne Angriffspunkte für ehrgeizige, potenziell transformative Raum reisen Technologien aufzubauen. Lubin Konzept ist, dass eine "Roadmap to the Stars" detailliert die schrittweise Entwicklung und Prüfung von den winzigen, Laser-angetrieben-Sonden.

Les Johnson, ein NASA-Technologe und Science-Fiction-Autor, beschrieben von Lubin NIAC Vorschlag, Space.com: "anstatt Ihre gigantische Antriebssysteme und all diese Energie, warum nicht Sie einfach machen was du verschickst, wirklich, wirklich klein? Hier ist, wie. " [Superschnellen Raumschiff Antriebskonzepte (Bilder)]

Die Sonden, jeweils ein einziges Gramm wiegen würde auf einem Laser-Strahl schoss aus der Umlaufbahn um die Erde fahren und würde tragen winzige Sensoren um Messungen und Sender zu berichten, was sie fanden. Das System nach und nach aufgebaut werden könnte da sogar etwas größer Sonden oder schwächeren Laserstrahlen nützlich wäre für näher Ziele innerhalb des Sonnensystems zu erforschen, sagte Lubin.

Lubin, sagte, dass gab es dramatische Verbesserung in der Regie-Energietechnik, vor allem von den Vereinigten Staaten Defense Advanced Research Projekte Agency (DARPA). Antrieb, das hätte, wenn erforderlich eine unerschwinglich Riesen Laser jetzt durch eine viel kleinere Quelle erzeugt werden kann gebunden an vielen Verstärkern im Orbit um die Erde, die genug Strom, um ein Meter langen Segel ziehen eine kleine Sonde treiben bieten könnte.

Ein Full-size Laser Array wäre etwa 6 Meilen (10 km) über, aber es würde im Laufe der Zeit von kleineren, verwendbaren Komponenten hochskaliert werden. Lubin, beschrieben das Laser-Setup in früheren Untersuchungen, die vorgeschlagen, mit den Lasern zu erwärmen und eingehenden Asteroiden aus der Bahn zu klopfen.

Sobald kleine Versionen dieses Systems in bodengebundenen Tests etabliert sind und andernfalls würden sie beginnen zu skalieren.

Die größte Skala Lasersystem würde 50 bis 70 Gigawatt Leistung für das Handwerk nach vorne zu treiben, so viel wie verwendet wird, um aktuelle Raumschiff auf die Erde starten über orbit beschäftigen. Das Laser-Setup, welche Lubin in einem Vorschlag Papier beschrieben könnte ein kleines Raumschiff mit einem 3,3-Fuß (1 Meter) Segel treiben bis zu 26 Prozent der Lichtgeschwindigkeit in 10 Minuten.

Solch ein Handwerk könnte Mars in 30 Minuten zu erreichen, treffen Sie sich mit Voyager 1 — der Menschheit am weitesten Raumschiff von der Erde – in weniger als drei Tage und Hit Sternensystem Alpha Centauri in 15 Jahren. Größere Handwerk würde länger dauern, um zu beschleunigen, aber würde noch erheblich schneller als unsere aktuellen Optionen, sagte Lubin.

"Was wir vorschlagen, ist extrem schwierig und außerordentlich schwierig – aber bisher sehen wir nicht die grundlegenden Showstopper" Lubin sagte. "Was hindert Sie außer die harte Arbeit zu tun und die technologische Entwicklung dorthin ausführen?"

Marc Millis, Antrieb Physiker und Gründer und Leiter der Tau Zero Foundation, eine Arbeitsgruppe um interstellare Flug Forschung voraus gesagt Space.com, dass inkrementelle Forschung wie diese, auf eine Vielzahl von verschiedenen interstellaren Erforschung Strategien, um schließlich einen Ansatz zu finden, der was machbar ist, unerlässlich ist.

"Wenn Sie etwas versenden wollen weiter, schneller, weniger Masse, die es hat, desto leichter, das zu tun," sagte Millis. "Innerhalb der Landschaft der verschiedenen Ideen und Themen im interstellaren Flug, es ist einen kleinen Teil derjenigen Adressierung und mit verdauliche Stücke, angemessenen nächsten Schritte, aber es löst nicht alle Probleme. Die zu diesem Zeitpunkt ist alles, was Sie wirklich tun können."

Um das System zu arbeiten, haben Forscher um festzustellen, wie die Laserstrahlen genau genug, das winzige Raumschiff lenken konzentrieren – sowie wie Raumschiff, das kleine übertragen werden auf die Erde zurück. Es müssten auch Bau einen große umkreisen Laser, der nach mehreren Starts kostengünstige werden würde.

Johnson sieht auch Lubin Fahrplan als inkrementelle Schritt für interstellare Reisen, die sehr viel Sinn macht.

"Es gibt Möglichkeiten, man kann es mit Laser Segel, Antimaterie Antrieb, eine Fusion Drive, aber sie gehen alle auf traditionelle Größe Raumschiff und wirklich, wirklich große Infrastrukturen angewiesen, die wir gerade nicht haben oder nicht haben, bis ins nächste Jahrhundert" Johnson sagte Space.com. "Dies ist eine, die möglicherweise mit einer Infrastruktur, die nur ein wenig größer als bei uns, was, dass es möglicherweise nicht so weit bedeutet heraus getan werden könnte."

Sarah Lewin eine e-Mail an [email protected] oder folgen Sie ihrer @SarahExplains. Folgen Sie uns & @Spacedotcom, Facebook und Google +.