Silný laser by mohl sondy urychlit až na 20 % rychlosti světla

04. 10. 2019

Průzkum nejbližšího hvězdného systému Proxima Centauri by mohly urychlit mezihvězdné sondy o velikosti jednoho gramu, urychlené velmi silným laserovým zdrojem až na 20 % rychlosti světla. Probádat asi 150 nejbližších hvězd a jejich planetární systémy během několika desítek let je proto vcelku realistická představa. I tato slova zazněla na setkání Prague Laser Spaceapps Workshop, které se ve dnech 25. až 27. září uskutečnilo v laserovém centru HiLASE v Dolních Břežanech a v Toskánském paláci na Hradčanském náměstí.

Výkonové lasery mohou umožnit poznávání blízkého i vzdáleného vesmíru. V současné době jsou naprosto nenahraditelné i pro studium extrémních přírodních jevů, které lze jen těžko laboratorně napodobit jinými metodami – jako je například dopad asteroidu. Mohou se ale stát i základním a nejjednodušším prostředkem k vyčištění oběžné dráhy od tzv. kosmického smetí anebo nástrojem ochrany proti nebezpečným objektům blízko země. Ke konstrukci laseru pro průzkum vesmíru může přispět i centrum HiLASE, které je součástí Fyzikálního ústavu AV ČR. Proto byly laserové systémy HiLASE představeny v dopolední části druhého dne Prague Laser Spaceapps Workshop 2019.

Hlavními hosty workshopu byli známý americký fyzik Philip Lubin z Kalifornské univerzity v Santa Barbaře a klíčový expert Breakthrough Initiatives, organizace, kterou zakládal Stephen Hawking, a také astrofyzik Pete Worden, bývalý ředitel Amesova výzkumného centra NASA. Současně s hlavním tématem, projektem výzkumu a vývoje supersilného laseru pro mezihvězdné cestování, se diskutovalo i nad souvisejícími politickými výzvami, aby podobné zařízení sloužilo pro mírové a vědecké účely.

Vědci se proto zabývali otázkami kontroly takovýchto silných laserových zdrojů, možnostmi globální spolupráce a souvisejícího mezinárodního práva. Vědci z Institutu politických studií Univerzity Karlovy v Praze a Ústavu mezinárodních vztahů Praha, kteří se na přípravě workshopu podíleli, vypracovali teoretický model globální spolupráce přímo se spolupracovníky zesnulého fyzika Stephena Hawkinga z programu Breakthrough Initiatives. Pro tento úkol sestavují celosvětový tým odborníků, jehož cílem bude hledání možnosti inkluzivní globální spolupráce mezi vládami, soukromými institucemi a mezinárodními organizacemi. Cílem je vznik mezinárodního výzkumného konsorcia typu CERN či ITER.

Prvním cílem jsou měsíce Europa a Enceladus

Proxima Centauri je nejbližší hvězdou Sluneční soustavy. Nachází se ve vzdálenosti 4,22 světelných let, tj. asi 40 bilionů kilometrů. Plán, jak ji dosáhnout, vymyslel Stephen Hawking před třemi lety.

„V první fázi výzkumu nejbližších let se budeme soustředit na měsíce Europa a Enceladus ve Sluneční soustavě,“ řekl Philip Lubin s tím, že mise je podle něj dosažitelná v horizontu 20–50 let. „Ačkoliv zní tato myšlenka jako sci-fi, v současné době se jedná o jediný technologicky relativně snadno proveditelný plán mezihvězdného cestování," dodal Lubin.

Druhý den jednání se uskutečnil v laserovém centru HiLASE

Na výzkumu se podílejí i dva ústavy AV ČR

Lasery bude možné využít i k odklánění a zneškodňování případných potenciálně nebezpečných objektů blízko Země či pro dálkové měření jejich složení. Na výzkumu se podílí tým Oddělení spektroskopie Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského pod vedením Martina Feruse. Na straně laserového centra PALS při Ústavu fyziky plazmatu AV ČR probíhají tyto experimenty pod vedením Miroslava Krůse.

Široká aplikace výkonných laserových systémů rozhodně není jen hudbou budoucnosti. Česká pracoviště PALS a HiLASE mají v globálním měřítku zcela zásadní a výjimečné vědecké vybavení. Velké laserové systémy v České republice jsou v současnosti využívány například k výzkumu extrémních stavů hmoty a plazmatu, pro iniciaci velkých plazmových jisker v různých atmosférách, ostřelování povrchů meteoritů, kapalin a pevných látek. Cílem je napodobení extrémních podmínek panujících při vstupu tělesa meziplanetární hmoty, ať už se jedná o asteroid, kometu nebo jen malý meteoroid, do atmosfér planet. Jejich fyzikální a chemické účinky mohly významně přispět k procesům vedoucím přímo či nepřímo ke vzniku života na Zemi.

Připravil: Daniel Jakeš, Ústav fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského AV ČR, ve spolupráci s Markétou Růžičkovou, Odbor mediální komunikace Kanceláře Av ČR

Foto: Ústav fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského AV ČR (titulní), HiLASE (v článku)

Přečtěte si také

Matematika, fyzika a informatika

Vědecká pracoviště

Astronomický ústav AV ČR
Fyzikální ústav AV ČR
Matematický ústav AV ČR
Ústav informatiky AV ČR
Ústav jaderné fyziky AV ČR
Ústav teorie informace a automatizace AV ČR

Fyzikální výzkum pokrývá široké spektrum problémů, od základních složek hmoty a fundamentálních přírodních zákonů, zahrnující i zpracování dat z velkých urychlovačů, až po fyziku plazmatu při vysokých tlacích a teplotách, fyziku pevných látek, nelineární optiku a jadernou fyziku nízkých a středních energií. Astrofyzikální výzkum se soustřeďuje na výzkum Slunce – především erupcí, na dynamiku těles slunečního systému a na vznik hvězd a galaxií. V matematice a informatice se studují jak vysoce abstraktní disciplíny jako logika a topologie, tak i statistické metody a diferenciální rovnice a jejich numerická řešení. Přitom i čistě teoretické výzkumy v oblastech, jakou jsou např. neuronové sítě, optimalizace a numerické modelování, bývají často motivovány konkrétními problémy nejen v přírodních vědách. Sekce zahrnuje 6 ústavů s přibližně 1600 zaměstnanci, z nichž je asi 630 vědeckých pracovníků s vysokoškolským vzděláním.

Všechny výzkumné sekce