独占：ユーリ・ミルナーが深宇宙でエイリアンを狩るという夢を語る

ロシアの億万長者ユーリ・ミルナー氏が、地球から4光年離れたアルファケンタウリに小型飛行探査機を送るプロジェクトに1億ドルを費やす計画を発表する数日前、同氏はポピュラーサイエンス誌にその計画を独占初公開し、その背景にある考えを語った。

要約すると、著名な物理学者スティーブン・ホーキングの協力を得て、ミルナーはクラッカーほど小さく、切手ほど薄い探査機を、25兆マイル離れた最も近い隣の恒星系に送る計画だ。現在の技術では、この旅には3万年かかる。しかし、ミルナーはミルナーらしく、10年前にソーシャルメディアの素晴らしさに気づき、FacebookやTwitterでその世界に飛び込んだ男なので、「現在の技術」に甘んじるつもりはない。いや、レーザービームで探査機を宇宙に送り込む。そして、探査機は小型スラスターで4年間の飛行を自力で進める。

話はどんどん奇妙になっていきます。つまり、より魅力的で、刺激的で、挑戦的な話になります。でも、鵜呑みにしないでください。マンハッタンのミッドタウンにあるレストランで技術編集者のデイブ・ガーシュゴーンと座り、ある時点でポケットから小さな星がついたチップスを取り出したミルナーの話を聞いてください。

ポピュラーサイエンス：なぜこれをやっているのですか？

人々は長い間、恒星間旅行について考えてきました。帆による航行を最初に提案したのは、実は [ドイツの天文学者ヨハネス] ケプラーで、1610 年にガリレオに宛てた手紙の中で提案しました。当時は、その方法がわかりませんでした。しかし、第二次世界大戦後、さまざまな科学者が考え、さまざまな選択肢が検討されました。帆、核融合、反物質、その他もその 1 つです。しかし、これは何世紀も先のことだと考えられていました。

方程式を変えたのは宇宙船の重量です。重さが数グラムで帆のついた宇宙船を作ることができます。過去 15 年間で、マイクロエレクトロニクスのあらゆるものが小型化しました。通信機器、ナビゲーション機器、カメラ、処理能力、スラスター。小さなスラスターを載せることもできます。

[ここで、ミルナーは小さなプローブの 1 つを取り出します。これは、小さなソーラー パネルを備えたクラッカーほどの大きさの小さなプリント基板です。PCB の上部と側面の端から 2 本の細いアンテナが伸びています。1 本は約 2 インチ、もう 1 本は 1 インチです。]

それは25兆マイルを旅することになりますか？

これが私たちが検討しているものです。必要な機能がすべて備わっているわけではありませんし、少し重すぎますが、これで規模の大きさがわかります。ソーラーパネルはおそらく必要ないかもしれませんが、他のものは必要です。しかし、これが私が話していることです。

どのように機能しますか?

これによって冗長性が生まれます。高価な大型機械を 1 台送る代わりに、このような機械を何百台も送ることができます。星間物質は危険です。テクノロジーを破壊する可能性のある塵の粒子があります。今日の計算では、太陽とアルファ ケンタウリの間でこのような状態になると、この方向 (彼は薄い端を先端として持つ) に飛ぶと、1 ミクロン サイズの塵の粒子が 4 回衝突することになります。

たくさんの人を乗せて光速に近い速度でワームホールに突入するスターウォーズの巨大な宇宙船は、はるか遠くにあります。ほんの小さな塵の粒子に衝突しただけでも、宇宙に投げ出されてしまいます。だから今私たちができることは、このようなことです。とても痩せていなければなりません。

それはいくらですか？

私たちが話しているすべての機器のコストは、iPhone 1 台分です。つまり、基本的に大量生産できるということです。電力コストを考えると、追加の打ち上げの限界コストは数十万ドルです。ですから、数百台、おそらく 1,000 台を打ち上げるのは理にかなっています。そのうちのいくつかは成功するかもしれません。失敗するものもあります。しかし、これは恒星間旅行を見る新しい方法です。

あれが船ですね。どうやってそこまで運ぶんですか？

レーザーは、もし十分な大きさのものを作れるなら、作れます。原理的には可能です。数分間で100ギガワットの規模が必要です。なぜなら、この物体を光速の20パーセントまで加速するには、ほんの数分しかかからないからです。ですから、純粋物理学によれば、1グラムで光速の20パーセント、つまり数分間で50ギガワットになります。科学者たちは、より小さな規模でそれを実現しているので、それが可能であることはわかっています。まったく新しい技術を発明するわけではありません。劇的に規模を拡大する必要があるだけです。

このアイデアはいつからありましたか?

このアイデアは早いうちからありました。私の名前にもそれが反映されています。私はユーリ・ガガーリン（人類初の宇宙飛行士）にちなんで名付けられました。1961年に生まれ、ガガーリンが打ち上げられたのと同じ年です。両親はガガーリンにちなんで私をユーリと呼んでいました。その後、物理学者になり、その分野で何ができるのか興味を持ちました。カール・セーガンやアイザック・アシモフの本を読みました。この分野をずっと追いかけてきました。何年も前にブレークスルー・イニシアチブ（ミルナーが設立）を発表したとき、これはSETI（ミルナーが資金提供している地球外知的生命体探査）などと並んで検討していたアイデアの1つでした。

当時は、これが近い将来に実現するとは思えませんでした。しかし、さらに詳しく調べ、専門家と話をしてみると、レーザーのコストが指数関数的に低下していることもあって、20～30年後には実現可能だということが分かりました。

課題は何ですか?

帆の安定性とエネルギーの関係。99.9%以上の反射率が必要です。さもないとセルが破壊されてしまいます。現在、この素材はあるのでしょうか? ありません。しかし、この種類の素材への道はあります。

また、重量の制約とビーム内での帆の安定性があります。少しでもビームから外れると、完全に外れてしまいます。ビーム上で安定する帆の形を考案できますか? 横に動いたら、自動的に内側に動きます。このような小さくて比較的複雑な課題はたくさんあります。しかし、今日私たちが見ているものから、これらの課題のほとんどすべてを解決する道筋があるように見えます。障害がある可能性もありますが、その多くの方向に進むことができます。この最初の 1 億ドルは、実際には概念実証にすぎません。

これらすべての異なるテクノロジーが宇宙で連携して機能するかどうかの実現可能性をどのようにテストするのでしょうか?

フェーズ 1 は、原理的には実行可能であることがわかっていることです。ラボでテストしました。フェーズ 2 は、プロトタイプを作成する必要があることです。これには時間がかかります。その後、テストに時間がかかります。すべてが機能したら、大型マシンを作成します。これは数十億ドルの費用がかかりますが、以前のプロジェクトのように数兆ドルではありません。

では、レーザー推進はどのように機能するのでしょうか?

数分間、連続したパルスになります。30,000 G の加速度です。しかし、これは耐えられます。

それで、これがスピードを上げて…

ただ行くだけです。フライバイミッションです。20年間行って、測定に1日ほどかかります。

そしてその後はどうなるのでしょうか?

画像を送り返すのに数年かかります。

その後は追跡しないんですか？

いいえ。

なぜだめですか？

まあ、1ワットのバッテリーでは十分ではなく、最終的にはほこりの粒子にぶつかって消えてしまうでしょう。しかし、それが最初のステップのはずです。

そして、もし他の生命体を見つけたらどうなるでしょうか?

地球のすぐ近くに知的生命体がいないことはほぼ明らかだと思います。そうでなければ、何らかの漏洩が見られるはずです。彼らが自分たちの衛星間で通信していないとは信じがたいことです。ですから、私たちはすでにそれを目撃しているはずです。そして、Listen プロジェクトは近くの星を観察して、そこから何も来ていないことを確認しています。ですから、何らかの生命体が存在する可能性はあると思いますが、知的生命体ではないと思います。ですから、何かが見られることを期待しますが、それほど恐ろしいものではありません。

それで、投資の見返りはどこにあるのでしょうか?

私には昼間の仕事があります。これは趣味です。これは非営利です。純粋に。私たちが行うことはすべて公開情報に基づいており、すべての結果を公開します。これがこれを前進させる唯一の方法です。そして、そこにたどり着ける保証はありません。

それは大金ですね。なぜそんなことをするのですか?

多くの人が夢見ていたと思います。多くの人が努力しました。カール・セーガンもその一人です。ケプラーのことを言っているのではありません。私たちには、できるならこれを推進する責任があると感じています。このプロジェクトのためだけにではなく、人々はこの技術を開発してきましたが、私たちには今、その能力があります。そして、何かが可能なら、誰かがそれを実行すると確信しています。ですから、私たちは本当にそれが実際に可能かどうかを見極めたいだけだと思います。

しかし、この問題について真剣に話し合うだけでも、私たちはすでにその段階にいるということが、とてもエキサイティングだと思います。千年も経っていないのです。それは、人類がこれまでに成し遂げてきたことを多く物語っています。しかし、多くの偉大な科学者たちが、次の大きなフロンティアについて語ってきました。

あなたの小さな探査機はどうやって地球と通信するのでしょうか?

ウェーハ上の小さなレーザーです。私にとっては、1 ワットのバッテリーと非常に小さなレーザー、そしてすべてが 1 グラムで、実際にそのような遠い距離から十分な情報を送信できることがわかったのは信じられないことでした。

もちろん、疑問はたくさんあります。たとえば、画像を送信するには、どうやって地球に向けるのでしょうか。小さなレーザーからのビームのサイズは？ところで、帆はアンテナとして使います。2 回目はアンテナとして使うので、基本的には地球に向け直す必要があります。

レーザービームが太陽系に到達したときの大きさは、約 0.1 AU です。一方では十分な広さですが、他方では、かなりの精度で照準を合わせる必要があります。したがって、純粋に物理学的に見ると、これは実現可能であり、これは非常に驚くべきことです。

送信しているのは 1 日分のデータだけです。途中で何か送信されているわけではないのですか?

いいえ。まあ、そうかもしれません。でも、バッテリーを節約する必要があります。生きていることを知らせるために、6 か月に 1 回は家に電話をかけたくなるでしょう。

どのようなデータを取得したいですか?

冥王星フライバイで得られるものと似ています。画像、磁場測定、おそらく分光分析などです。そういうことです。

あなたは人類史上最も重要なこの日を、最も近いシステムを間近で見る機会として作り上げているのです。

画像が撮れれば、良い日になるでしょう。そして、約 4 年待ちます。できれば、それより少し早く。

このプロジェクトには興味深い対称性があり、また、実際に光を使用しているため、美的美しさもあります。まず、ここで地上で光を集めてレーザーに電力を供給します。レーザーも光です。つまり、1 つの光子を取り、非常に協調的な方法でさまざまな種類の光子を送信し、これを使用して宇宙船を推進します。次に、飛行中に、小さな光子スラスタを使用して少し移動します。これも光です。そして、到着すると、これも光、画像である写真を撮影し、次にレーザーという別の光源を使用して写真を送り返します。つまり、すべては光に関することです。詩を書きたい場合...

少なくとも物理学においては、最も成功した定理には数学的な美しさが備わっていることがあります。ですから、このプロジェクトの美しさは、私たちに何らかの物語を伝えているのかもしれません。おそらく、それがやり方なのでしょう。それがメッセージなのかもしれません。

この記事のバージョンは、2016 年 7 月/8 月号の『ポピュラーサイエンス』誌にも掲載され、世界を救うかもしれない突飛なアイデアについてのセクションに掲載されました。