En abril de este año, un grupo de hombres de negocios y científicos, incluido Stephen Hawking, anunció un ambicioso proyecto para explorar el espacio interestelar utilizando un nanosatélite compacto del tamaño de un sello postal impulsado por propulsión láser. Objetivo: llegar al vecino más cercano del sistema solar: Alpha Centauri.
Si esta pequeña nave espacial logra acelerar a casi la quinta parte prevista de la velocidad de la luz, entonces la nave podrá llegar a su destino en solo 20 años. Pero, ¿puede la electrónica de un dispositivo tan pequeño y frágil funcionar durante 20 años en un espacio tan duro?
El mayor problema al que se enfrentará el proyecto Breakthrough Starshot de Hawking, según investigadores de la NASA y el Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea, es la radiación espacial.
Como en el caso de los astronautas, la nave espacial tendrá que experimentar el impacto colosal de partículas altamente cargadas cada segundo, lo que puede causar serios daños a la capa de dióxido de silicio que cubrirá la nave espacial. En esta situación, todos los componentes internos del dispositivo fallarán mucho antes del final del viaje espacial de 20 años.
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¿Cómo resuelves este problema? Una de las opciones, según los científicos de la NASA, puede ser trazar una ruta alrededor de las áreas más peligrosas, donde la concentración de radiación de fondo es mucho mayor de lo habitual. Sin embargo, en este caso, la duración de la misión puede aumentar muchas veces. Además, incluso una exposición mínima a la radiación seguramente resultará en daños graves a la nave espacial con el tiempo.
Otra opción más práctica puede ser proteger la sonda y sus componentes electrónicos con la esperanza de reducir el impacto de la dañina radiación cósmica de fondo. Sin embargo, nuevamente, agregar peso adicional a la nave espacial ralentizará la velocidad de la misión, ya que la nave espacial más grande no podrá acelerar a las velocidades deseadas.
Sin embargo, hay una tercera forma que podría funcionar si podemos construir una nano nave capaz de autocurarse de los efectos de la radiación cósmica en su camino hacia Alpha Centauri.
"De hecho, la tecnología de los chips autocurativos existe desde hace años", dice el investigador de la NASA Jin-Woo Han.
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Los transistores experimentales GAA FET (gate-all-around) desarrollados por un equipo internacional de científicos pueden resolver el problema. Su peculiaridad radica en el hecho de que los chips basados en estos transistores pueden recuperarse bajo la influencia del calor. El calor, a su vez, se puede generar mediante corriente eléctrica. La idea principal es que dicho chip dentro de la nave espacial se apagará durante un largo viaje espacial cada pocos años. En los momentos de tales "reinicios", el efecto del calor lo restaurará de los efectos de la radiación. Después de la recuperación, el chip se reactivará y continuará haciendo su trabajo.
En pruebas de laboratorio de estos transistores, los científicos se han asegurado de que la memoria flash basada en ellos cuando se calienta se puede restaurar hasta 10.000 veces y la memoria DRAM hasta 1012 veces. Por supuesto, desde el punto de vista de las perspectivas de uso en naves espaciales en este momento, estos transistores siguen siendo una solución hipotética. Como se mencionó anteriormente, los transistores son experimentales. Se necesita una perspectiva nueva y externa sobre su eficacia. Sin embargo, el equipo que los creó cree que su uso en misiones espaciales como Breakthrough Starshot es posible.
Por supuesto, resolver el problema de cómo funciona la electrónica en entornos desafiantes es solo una parte de un rompecabezas más grande. Si la pequeña nave espacial va a encontrarse con Alpha Centauri, entonces tendrá que luchar no solo con radiación. Las colisiones con gas y polvo cósmicos serán igualmente peligrosas en este viaje.
A principios de este año, el equipo de investigación de Breakthrough Starshot comenzó una serie de experimentos basados en el riesgo y descubrió que una colisión de una nave tan pequeña con incluso partículas de polvo cósmico sería catastrófica. Esto significa que es necesario volver de nuevo al tema del blindaje protector del dispositivo.
Antes de que el proyecto se convierta en realidad, requerirá una enorme cantidad de trabajo. Y no solo ingeniería, sino también científica. Sin embargo, en última instancia, todos los esfuerzos pueden no ser en vano. La idea en sí misma, más bien ni siquiera una idea, sino un deseo muy real, alcanzar una estrella fuera del sistema solar en 20 años, no solo debería sorprender, sino también motivar increíblemente. Afortunadamente, tanto el primero como el segundo abundan en la ciencia moderna.
NIKOLAY KHIZHNYAK
