برکترو استارشات؛ داستان ظهور و افول بلندپروازانه‌ترین پروژه سفر میان‌ستاره‌ای

خلاصه مقاله:

• پروژه‌ی برکترو استارشات در سال ۲۰۱۶ با هدفی جاه‌طلبانه آغاز شد: ارسال گروهی از نانوفضاپیماهای مجهز به بادبان نوری به‌سمت پروکسیما قنطورس، نزدیک‌ترین ستاره به منظومه‌ی شمسی. ایده‌ی اصلی این بود که با پرتاب هزاران فضاپیمای فوق‌سبک از زمین و تاباندن پرتوهای لیزر قدرتمند به بادبان‌های بازتابنده‌ی آن‌ها، بتوان سرعت فضاپیماها را به ۲۰ درصد سرعت نور رساند.
• نانوفضاپیماهای طراحی‌شده اندازه‌ای در حد تراشه‌ی گوشی‌های هوشمند داشتند و روی آن‌ها بادبانی فوق‌سبک و براق نصب می‌شد تا نیروی لیزر از روی زمین بتواند فضاپیماها را در مدت تنها ۱۰ دقیقه به سرعتی باورنکردنی برساند. اما چالش‌های مهندسی پروژه بسیار فراتر از انتظار بود: از ساخت بادبان‌های مقاوم و بازتابنده تا هم‌ترازی هزاران لیزر روی زمین و طراحی سامانه‌ای برای ارسال داده از فاصله‌ی ۴٫۲ سال نوری.
• حتی در صورت موفقیت، مأموریت محدودیت‌های بزرگی داشت. فضاپیماها نمی‌توانستند در مقصد توقف کنند و تنها چند ثانیه فرصت داشتند تا از کنار پروکسیما قنطورس بگذرند و داده‌هایی از سیاره‌های پیرامون آن ارسال کنند. انتقال همین حجم اندک داده به زمین نیز به فناوری‌های ارتباطی بسیار پیشرفته نیاز داشت و ارزش علمی آن در مقایسه با هزینه و زمان صرف‌شده چندان چشمگیر نبود.
• اکنون، پس از گذشت حدود یک دهه، پروژه‌ی برکترو استارشات تقریباً به پایان رسیده است و بودجه‌ی وعده‌داده‌شده‌ی صد میلیون دلاری آن نیز هرگز به‌طور کامل تأمین نشد. بااین‌حال، پژوهش‌های حاصل از این برنامه، دیدگاه بشر را نسبت‌ به امکان‌پذیری سفرهای میان‌ستاره‌ای تغییر داد و زمینه‌ی درک عمیق‌تر فناوری‌های آینده را فراهم کرد. شاید اجرای مأموریتی در مقیاس برکترو استارشات را باید به آیندگان سپرد؛ نسلی که ابزارها و دانش لازم برای لمس ستارگان را در اختیار خواهد داشت.

در سال ۲۰۱۶، یوری میلنر، میلیاردر معروف کنفرانسی خبری در «رصدخانه مرکز تجارت جهانی یک» برگزار کرد؛ محوطه‌ای برفراز این برج شیشه‌ای و مدرن که در محل بازسازی‌شده‌ی «مرکز تجارت جهانی» قرار دارد. میلنر با سرمایه‌گذاری در استارتاپ‌های فناوری ثروتمند شده بود و حالا می‌خواست بخشی از آن پول را صرف فرستادن یک سفینه فضایی به ستارگان کند.

میلنر طرح جاه‌طلبانه‌ی خود را برکترو استارشات (Breakthrough Starshot) نامید: پروژه‌ای که در نهایت فناوری انسانی را به یک منظومه‌ی ستاره‌ای دیگر می‌برد. ایده این بود که لیزرهای پرقدرت، کاوشگرهای کوچک را با سرعتی معادل ۲۰ درصد سرعت نور به حرکت درآورند و به آن‌ها اینرسی کافی بدهند تا درطول ۲۰ سال به نزدیک‌ترین منظومه‌ی ستاره‌ای به زمین، یعنی آلفا قنطورس، برسند.

میلنر و پروژه‌ی «ابتکارات خط‌شکن» (Breakthrough Initiatives) که شامل گروهی از برنامه‌های تحقیقاتی فضایی مرتبط با حیات در کیهان است، متعهد شدند که صد میلیون دلار برای اثبات امکان‌پذیری برکترو استارشات اختصاص دهند. در رویداد ۲۰۱۶، میلنر با افرادی مانند می جمیسون، فضانورد سابق و رئیس برنامه تحقیقاتی «سفینه صدساله» که توسط آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی (دارپا) تأمین مالی می‌شود، پیتر ووردن، مدیر سابق مرکز تحقیقاتی ایمز ناسا و استیون هاوکینگ، فیزیکدان فقید مشهور، همراه شد.

زاکاری منچستر که اکنون دانشیار رباتیک در دانشگاه کارنگی ملون است، در مراحل ابتدایی پروژه همکاری داشت. او می‌گوید باورنکردنی بود که جوانی بیست و چند ساله، برفراز کلان‌شهر نیویورک با افرادی دیدار کند که آن‌ها را اسطوره می‌دانست؛ چهره‌هایی چون مثل فریمن دایسون، فیزیکدانی که به‌دلیل طرح فرضیه درباره تمدن‌های پیشرفته‌ای که «ابرسازه‌های فضایی» برای جذب انرژی ستارگانشان می‌سازند، شناخته شده بود. دایسون در کنار سال پرلموتر، برنده جایزه نوبل و مارتین ریس، اخترشناس سلطنتی بریتانیا، یکی از چندین دانشمند برجسته‌ای بود که به پروژه پیوسته بودند.

به طور خلاصه، مراسم راه‌اندازی پروژه برکترو استارشات پرزرق‌وبرق بود. ویدئوی پیش‌نمایش پروژه با روایت ست مک‌فارلن، بازیگر و صداپیشه‌ی آمریکایی نیز چشمگیر بود. بخشی از متن خوانده‌شده به این شرح بود:

با فناوری موشک‌های فعلی، رسیدن به آلفا قنطورس، منظومه‌ی ستاره‌ای همسایه ما ده‌ها یا صدها هزار سال طول می‌کشد. به نظر می‌رسد که ستارگان محدودیت‌های سختی برای سرنوشت انسان‌ها تعیین کرده‌اند؛ [البته] تا به امروز.

سرمایه‌گذاری میلنر در حد بودجه‌ی برنامه آپولو نبود، اما از هر پروژه‌ی دیگری که به سفر میان‌ستاره‌ای اختصاص داشت، بیشتر بود؛ حوزه‌ای با سابقه‌ی بودجه‌ی نسبتاً کم و انبوه برنامه‌هایی که هرگز به سرانجام نرسیدند. در دهه ۲۰۱۰، دارپا و ناسا برنامه تحقیقاتی «سفینه صدساله» را راه‌اندازی کردند تا بررسی کنند که چگونه می‌توان انسان‌ها را درطول ۱۰۰ سال آینده به چندین سال نوری دورتر فرستاد. گروه‌های تحقیقاتی خصوصی مانند «بنیاد تاو صفر» و «پروژه ایکاروس» نیز دست به برخی ابتکارات زدند؛ اما هیچ‌کدام به نتیجه قابل‌توجهی نرسیدند. اما احتمال می‌رفت که این بار قضیه فرق کند. به‌هرحال، علاوه بر پول، نام‌های بزرگی برکترو استارشات را همراهی می‌کردند که درصورت نبود آن‌ها، ممکن بود پروژه‌ای حاشیه‌ای به نظر برسد. اعلامیه‌ی شروع پروژه در مطبوعات خبرساز شد و روی جلد مجله‌ی معتبر ساینتیفیک آمریکن رفت.

بین سال‌های ۲۰۱۶ تا امروز، دانشمندان و مهندسان پروژه در زمینه‌ی رسیدن به ستارگان یا دست‌کم درک آنچه برای رسیدن به آن‌ها لازم است، به برخی پیشرفت‌ها دست یافته‌اند. بااین‌حال، مهندسی یک سفر میان‌ستاره‌ای تقریباً غیرممکن است. با فناوری موشکی امروزی، رسیدن به نزدیک‌ترین ستاره هزاران سال طول می‌کشد. فرآیندها و قطعات باید اختراع، تکرار و ارزیابی شوند که معمولاً دهه‌ها زمان و هزینه‌ای هنگفت می‌طلبد. ادوین ترنر، اخترفیزیکدان بازنشسته دانشگاه پرینستون و یکی از اولین افرادی که در برکترو استارشات مشارکت داشت، می‌گوید: «۱۰۰ میلیون دلار مقدار زیادی به‌نظر می‌آید، اما برای برنامه‌های عظیم فناوری واقعاً زیاد نیست.»

طبق گفته یکی از منابع آگاه، کل مبلغ اختصاص یافته حتی بسیار کمتر از ۱۰۰ میلیون دلار بود. اینکه بخش عمده‌ی بودجه هرگز اختصاص نیافته، بدین معنا نیست که برکترو استارشات پروژه‌ای هدررفته است، بلکه سرنوشت این برنامه درسی مهم درباره‌ی خطر اتکا به فوق‌ثروتمندان برای تأمین بودجه علم می‌دهد: وقتی فرد میلیاردی که پشت پروژه است، تصمیم بگیرد به سراغ بلندپروازی بعدی برود، کل پروژه تعطیل می‌شود.

برکترو استارشات بر یک ایده ساده اما فناوری‌محور جسورانه بنا شده است: ساخت یک مجموعه لیزر قدرتمند روی زمین و استفاده از آن‌ها برای به‌حرکت درآوردن «بادبان‌های نوری» روی فضاپیماهایی کوچک به وزن تقریباً یک گیره کاغذ. برنامه از این قرار است که موشکی سنتی، فضاپیماها را به فضا ببرد؛ سپس وقتی فضاپیماها تقریباً ۶۰هزار کیلومتر از زمین فاصله بگیرند ، لیزرها روشن می‌شوند و ۱۰۰ گیگاوات انرژی به بادبان‌ها می‌تابانند. فوتون‌های ترکیبی به بادبان‌ها ضربه می‌زنند و آن‌ها را مانند باد در بادبان قایق به جلو می‌رانند. ۱۰ دقیقه بعد، فضاپیماها با ۲۰ درصد سرعت نور حرکت می‌کنند و در نیمه‌ی راه مریخ قرار دارند؛ مسافتی که با فناوری کنونی ماه‌ها طول می‌کشد. با این سرعت، درطول چند دهه به آلفا قنطورس، به‌طور مشخص پروکسیما قنطورس، نزدیک‌ترین ستاره در این منظومه می‌رسند. فضاپیماها در هنگام گذر از نزدیکی ستاره و سیاره‌ای هم‌اندازه با زمین که در منظومه وجود دارد، آن‌ها را رصد می‌کنند و پیش از ادامه‌ی سفرشان در کهکشان راه شیری، سیگنالی به زمین می‌فرستند.

اصل ایده‌ی استفاده از نور برای حرکت، به دهه‌ی ۱۹۲۰ بازمی‌گردد؛ زمانی که فردریش تساندر و کنستانتین تسیولکوفسکی، دانشمندان روسی پیشگام موشک‌سازی، پیشنهاد دادند که می‌توان از فشار نور خورشید برای به‌حرکت‌درآوردن یک وسیله نقلیه در فضا استفاده کرد. بااین‌حال، برخی جزئیات برنامه‌های خاص استارشات از پژوهش‌های فیزیکدانی به نام فیلیپ لووبین از دانشگاه کالیفرنیا سانتا باربارا، نشأت گرفته بود. در سال ۲۰۰۹، یعنی ۷ سال پیش از آغاز پروژه، لووبین در کنفرانسی در مدرسه عالی نیروی دریایی در مونته‌ری کالیفرنیا، شرکت کرد. در آنجا پژوهشگران درباره‌ی انرژی متمرکز به شکل لیزرها، ریزموج‌ها، پرتوهای ذره‌ای و موارد دیگر، که به آن «انرژی هدایت‌شده» می‌گفتند، بحث می‌کردند. به گفته لووبین، صحبت‌ها بیشتر با هدف خنثی‌سازی تهدیدات موشک‌ها در جنگ‌ها انجام می‌شد.

لوبین با وجود تلاش‌ها برای شکست‌دادن خودش، به این نتیجه رسید که ایده‌اش عملی به‌نظر می‌آید: می‌توان انرژی را به یک سنگ فضایی خطرناک هدایت کرد؛ بخشی از آن را گرم و به نقطه‌ی تبخیر رساند و مدار سیارک را به اندازه کافی منحرف کرد تا از زمین دور شود. همچنین احتمالاً می‌شود سفینه‌ای فضایی را نیز برای یک سفر طولانی ارسال کرد. در نهایت، لووبین برای پژوهش در هر دو طرح خواستار دریافت بودجه از ناسا شد و آن را دریافت کرد.

بعد از انفجار یک شهاب‌سنگ بر فراز شهر چلیابینسک روسیه در سال ۲۰۱۳، پژوهش‌های لووبین درباره‌ی حفاظت سیاره‌ای (تحت پروژه‌ای به نام دی-استار) توجه بیشتری جلب کرد. لووبین که احتمال می‌رفت نجات‌دهنده‌ی آینده سیاره باشد، به‌منظور سخنرانی برای دیگر دانشمندان، از جمله در یک جلسه در موسسه جستجوی هوش فرازمینی (SETI) دعوت شد. او در آنجا اشاره کرد که فناوری انرژی هدایت‌شده می‌تواند امکان پرواز میان‌ستاره‌ای را نیز فراهم کند. یکی از همکارانش به او گفت باید با شخصی به نام پیتر ووردن صحبت کند.

لووبین درابتدا به توصیه‌ی همکارش عمل نکرد؛ اما به‌کار روی ایده‌های خود مبنی بر سفر میان‌ستاره‌ای با لیزر با بودجه‌ی مستمر ناسا ادامه داد. در سال ۲۰۱۵، او در کنفرانسی به میزبانی پروژه سفینه صدساله، به ایراد سخنرانی پرداخت و سرانجام در آنجا با ووردن ملاقات کرد. ووردن به لوبین پیشنهاد داد که نسخه‌ی مکتوب ایده‌هایش را برای او ارسال کند. لووبین سپس نقشه‌ی راه خود برای پرواز میان‌ستاره‌ای را در قالب مقاله‌ای که بعداً در «ژورنال انجمن میان‌سیاره‌ای بریتانیا منتشر شد، ارائه داد.

ووردن به سرعت به لووبین پاسخ داد. لووبین به یاد می‌آورد که ووردن گفته بود: «مشکلی نداری که مقاله‌ات را برای یکی از دوستانم بفرستم؟» لووبین پاسخ داد: «حتماً، برای هر کسی که می‌خوای بفرست.» آن دوست، میلنر بود و در ژانویه ۲۰۱۶، لووبین در عمارت میلنر در منطقه خلیج سان فرانسیسکو، با او ملاقات کرد. جلوی میلنر، نقشه راه میان‌ستاره‌ای لووبین قرار داشت که با برچسب‌های یادداشت زرد تزئین شده بود. لووبین به یاد می‌آورد که میلنر به او گفت: «می‌دونی، از بچگی همیشه آرزو داشتم به ستارگان بروم و حالا تو مسیرش را به من نشان دادی.»

میلنر می‌خواست مقاله را برای کارشناسان بفرستد تا نقاط قوت و ضعف آن را ارزیابی کنند. لووبین به‌یاد می‌آورد که میلنر گفت: «اگر بازخوردها مثبت باشد، حاضرم مقدار چشمگیری پول بدهم.» او مبلغ صد میلیون دلار را ذکر کرد. اما لووبین می‌گوید: «متأسفانه این وعده هرگز محقق نشد و صد میلیون دلار در کار نبود.»

پیش از اعلام رسمی برکترو استارشات، مسئولان پروژه به‌طور محرمانه دیگر متفکران حوزه‌ی سفر میان‌ستاره‌ای را استخدام کردند. علاوه بر ادوین ترنر که پیش‌تر میلنر را از طریق پروژه‌ای برای جستجوی سیگنال تمدن‌های بیگانه، به نام «برکترو لسن» می‌شناخت، میسون پک، استاد مهندسی دانشگاه کرنل و تکنسین ارشد سابق ناسا نیز به پروژه پیوست. پک می‌گوید: «چنین فرصتی هر روز پیش نمی‌آید و من از همان ابتدا کاملاً متعهد بودم.» همچنین کلوین لانگ، فیزیکدان و مهندس هوافضا که پروژه ایکاروس را بنیان گذاشته بود، خیلی زود به پروژه ملحق شد. او درطول سفری سه‌روزه، مقاله‌ای درباره‌ی یک کاوشگر فرضی نوشت که می‌توانست با سرعت ۱۰ درصد نور حرکت کند و آن را برای ووردن فرستاد.

در آغاز پروژه، گروه حدود ۳۰ مشکل را شناسایی کرد که باید قبل از ارسال هر کاوشگر میان‌ستاره‌ای حل می‌شد. ووردن و جیمز شالکویک از بنیاد «برکترو پرایز»، با همکاری سه پژوهشگر از دانشگاه ملی استرالیا، نمای کلی از مراحل اولیه‌ی پروژه را در قالب فصلی از کتاب «پیشرانش لیزری در فضا: مبانی، فناوری و ماموریت‌های آینده» اثر کلود فیپس، پژوهشگر فیزیک (منتشرشده در سال ۲۰۲۴) ارائه دادند. طبق آن گزارش، ۳۷ گروه تحقیقاتی تشکیل جلسه دادند تا ریسک‌های فناوری در حوزه‌های اصلی را بررسی و کاهش دهند. ترنر می‌گوید: «سپس کل پروژه به تلاش برای یافتن راهی برای خرج مؤثر صد میلیون دلار خلاصه شد.»

گاهی اعضای تیم کمی پول برای حمایت از تحقیقات خود دریافت می‌کردند، گاهی نه. بااین حال، استارشات افراد را به‌صورت حضوری و مجازی گرد هم آورد تا درباره‌ی تحقیقات شخصیشان در زمینه‌ی آن مشکلات صحبت کنند. لووبین می‌گوید: «برکترو استارشات اساساً مجموعه‌ای از جلسات است.» منابع دیگر نیز جلسات را اصلی‌ترین راه مشارکت دانشمندان در پروژه ذکر کردند.

از سال ۲۰۱۶، «برکترو استارشات» جلساتی را با عنوان «برکترو دیسکاس» برگزار کرد که «بر حیات در کیهان و ایده‌های نو برای کاوش فضایی» متمرکز بودند. این جلسات هرگز مختص پروژه نبودند؛ اما اغلب موضوعاتی مرتبط با مأموریت میان‌ستاره‌ای را پوشش می‌دادند و با وقفه‌ای در ۲۰۲۰ و یک جلسه مجازی در ۲۰۲۱، تا سال ۲۰۲۵ ادامه داشتند. جلسات کوچک‌تر نیز در طول سال‌ها برای بحث در مورد جنبه‌های خاص علمی و فناوری خاص برگزار شد.

در طول برگزاری جلسات، دانشمندان و مهندسان گرد هم می‌آمدند تا بررسی کنند فناوری در چه وضعیتی است، چه مشکلاتی بدون راه حل باقی مانده، رفع آن‌ها چقدر ممکن است و ساخت وسیله‌ای پرتاب‌شدنی چه زمان‌بندی و هزینه‌ای می‌طلبد. سال‌های اولیه با هیجان ملموس همراه بود؛دانشمندان احساس می‌کردند بخشی از تیمی هستند که به پروژه‌ای جاه‌طلبانه اما انجام‌شدنی می‌پردازد. آن‌ها می‌دانستند بزرگ‌ترین چالش‌ها در زمینه‌های خاصی است: طراحی بادبان، عملکرد سیستم لیزر، ساختار سفینه و ایجاد یک سیستم ارتباطی که بتواند از فاصله‌ی چندین سال نوری به زمین سیگنال بفرستد. به عبارت دیگر، کل سیستم.

اگر نتوانید ثابت کنید که یک سفینه را به ستاره‌ای دیگر فرستاده‌اید، انجام این کار تقریباً فاقد ارزش است. برکترو استارشات نه‌تنها باید به پروکسیما قنطورس برسد، بلکه راهی برای ارسال سیگنالی قوی پیدا کند که روی زمین قابل شناسایی باشد. انجام این کار بسیار چالش‌برانگیز است؛ به ویژه به‌دلیل نیاز به نشانه‌گیری دقیق از فاصله‌ی چند سال نوری، در حالی که هم کاوشگر و هم زمین در حال حرکت هستند. علاوه بر این، هر دو کار باید با ابزارهای کوچک روی سفینه‌ای به اندازه‌ی درپوش خودکار انجام شود.

به گفته پک، میلنر در مورد اینکه آن سیگنال‌ها چه شکلی باید داشته باشند، ایده‌هایی داشت که غیرواقع‌بینانه یا دست‌کم با برخی پیشنهادهای دانشمندان در تضاد بودند. پک می‌گوید: «فکر می‌کنم یوری میلنر بسیار باهوش است و پیشینه‌ی فنی کافی برای پروژه را دارد.» اما او می‌خواست چیزهایی مانند ویدئو یا تصاویر 4K از آلفا قنطورس دریافت کند که با درنظرگرفتن فاصله‌ی پهناور فضاپیماها با زمین، اساساً امکان‌پذیر نیست.

طبق کتاب کلود فیپس، تیم چندین راه برای اجرایی‌شدن ارتباطات پیدا کرد. دانشمندان می‌توانستند آرایه‌ای عظیم از گیرنده‌های کوچک‌تر روی زمین بسازند تا سیگنال‌های ضعیف را دریافت کنند. آن‌ها همچنین می‌توانستند آنتن فرستنده‌ی سفینه‌ها را بزرگ‌تر کنند و ارتباطات را با طول موج نوری به جای رادیویی ارسال کنند تا داده‌ها سریع‌تر منتقل شوند. تیم تصمیم گرفت از خورشید به عنوان نشانه‌ای برای هدایت سیگنال به سمت زمین استفاده کند تا اطلاعات به بخش درست کیهان برسد. بااین‌حال، لانگ ارتباطات را مانع بزرگی می‌دانست که از سوی همه نادیده گرفته می‌شد؛ زیرا در تحقیقات اولیه به اندازه‌ی سایر موضوعات مورد توجه قرار نگرفت؛ ادعایی که زاکاری منچستر با آن موافق است.

به‌پیش‌راندن کاوشگرها به اندازه کافی دور و سریع تا بتوانند چیزی برای ارسال به زمین داشته باشند، مستلزم حل یک مشکل دیگر است: لیزرها یا همان‌طور که تیم استارشات آن‌ها را می‌نامید، «موتور فوتون».

اولین مشکلی که تیم متوجه شد، این بود که یک واحد لیزر باید به‌طور غیرعملی قدرتمند و فراتر از سطح فناوری موجود باشد. پژوهشگران می‌توانستند آرایه‌ای از لیزرهای کوچک‌تر بسازند که پرتوهایشان با هم ترکیب شوند و به قدرت ۱۰۰ گیگاوات برسند؛ اما سپس باید اطمینان حاصل می‌کردند که امواج نور مثل امواج صوتی که هم‌نوا هستند، با یکدیگر هماهنگ باشند. منچستر می‌گوید: «پیشرفت جدی در این زمینه انجام شد. آن‌ها توانستند با ده‌ها لیزر در آزمایشگاه این کار را انجام دهند که پیشرفتی بزرگ بود.»

اما آن پیشرفت برای برکترو استارشات کافی نبود. پروژه به لیزرهای بیشتری نیاز داشت و آن لیزرها باید خارج از آزمایشگاه کار می‌کردند تا به عمق فضا برسند؛ جایی که مشکل بعدی ظاهر می‌شد. منچستر می‌پرسد: «چگونه می‌توان این حجم پرتو را بدون ایجاد اختلال از جو خارج کرد؟» آشفتگی در لایه‌های فوقانی جو زمین موجب سوسوزدن پرتو می‌شود.

برای اصلاح آنی چنین نوساناتی، نیاز به تنظیمات مداوم بود. یک لیزر به نام «ستاره راهنما»، می‌توانست به‌طور دائم از جو بگذرد و دانشمندان از داده‌های مربوط به تغییر شکل آن برای اصلاح سایر لیزرها استفاده کنند. اما این اصلاح نیازمند میلیون‌ها تنظیم در ثانیه بود. در کتاب سال ۲۰۲۴، ووردن و همکارانش آن را بزرگ‌ترین مانع فنی احتمالی کل برنامه دانستند.

لیزرها مانع مالی هم ایجاد می‌کنند. طبق گفته‌ی لانگ، برای عملی‌شدن پروژه، هزینه تأمین انرژی آن‌ها باید از ۱۰۰ دلار به ازای هر وات به حدود ۰٫۰۱ تا ۰٫۰۵ دلار برسد. پک خوش‌بین است؛ زیرا شبیه به پیش‌بینی قانون مور درمورد اندازه‌ی ترانزیستورها، هزینه‌ی انرژی لیزر روی کاغذ باید با گذر زمان کاهش یابد. بااین‌حال، این کاهش قیمت فوری نیست. لانگ می‌گوید: «احتمالاً تاریخ پرتاب برخلاف انتظار حامی مالی در ۲۰ سال آینده ممکن است نیست و باید ۳۰ یا ۴۰ سال صبر کنیم.»

فارغ از هزینه‌ی لیزر، شکل لیزر یا زمان اجرای پروژه، مسئله‌ی سیاست‌گذاری مطرح است. لیزری که معادل چهار نیروگاه انرژی منتشر می‌کند، همان‌طور که در کنفرانس مدرسه عالی نیروی دریایی نشان داده شد، یک سلاح محسوب می‌شود. تنها راه‌حل این مشکل، همکاری و اعتماد بین‌المللی است که در حال حاضر در بالاترین سطح قرار ندارد.

وقتی موتور فوتون روشن و فعال شود، انرژی لیزر باید به بادبان نوری سفینه برسد و آن را با قدرت حدود ۱۰۰ گیگاوات به جلو براند. بادبان باید در برابر هجوم پرتوها مقاومت کند و شتابی معادل ۴۰هزار برابر گرانش زمین را تحمل کند؛ یعنی ۴۰هزار برابر کشش گرانشی‌شده حس‌شده هنگام سقوط از صخره.

موادی که بتوانند هم فشارهای ناشی از سرعت نزدیک به نور را تحمل کنند و هم ضربه‌ی شلیک لیزر را تاب بیاورند و درعین‌حال خاصیت بازتابندگی خود را حفظ کنند، معمولاً سنگین هستند. برکترو استارشات درنظر داشت که ماده‌ی مخصوص بادبان نوری، چهار متر قطر اما فقط یک گرم وزن داشته باشد. هدف مرحله اولیه‌ی پروژه شناسایی مواد و طراحی‌های بالقوه بود؛ فرآیندی که توسط هری آتواتر از موسسه فناوری کالیفرنیا هدایت می‌شد. طبق خلاصه‌ی کتاب ۲۰۲۴، ماده کاندیدای اصلی تیم او «نیترید سیلیسیم» بود و نتایج در سال ۲۰۲۲ منتشر شد. مهندسان توانستند آن را با ضخامت زیر میکرون، یعنی کمتر از یک‌دهم ضخامت پوشش سلفون، بسازند.

ویفرهای فوق‌العاده نازک ماده‌ی انتخابی را می‌توان به هم متصل کرد تا ساختاری بزرگ‌تر تشکیل دهند که عمدتاً بازتاب‌دهنده باشد و نور زیادی جذب نکند. مهندسان پروژه این مونتاژ را در مقیاس میلی‌متر انجام داده‌اند اما نه در مقیاس متر. آتواتر و تیمش همچنین یک شبیه‌سازی کامپیوتری برنامه‌ریزی کردند تا عملکرد طرح‌های مختلف بادبان نوری در پرواز میان‌ستاره‌ای بررسی شود.

گروهی دیگر در دانشگاه سیدنی روی روش‌هایی برای پایدار نگه‌داشتن بادبان فرضی کار کرد. آن پژوهشگران در سال‌های ۲۰۲۱ و ۲۰۲۲ به جلسات پیوستند و یافته‌هایشان را به اشتراک گذاشتند؛ اما هیچ‌گاه از برکترو استارشات بودجه دریافت نکردند. مایکل ویتلند، فیزیکدان دانشگاه سیدنی، در مورد جاه‌طلبی پروژه می‌گوید: «کل ماجرا همیشه عجیب و غریب بود. هیچ‌وقت باورش نداشتم. اما فکر می‌کنم دیدگاه من درباره چنین پروژه‌هایی این است که اگر تحقیقات بنیادی انجام دهید تا مشکلی را در چارچوب یک طرح فوق‌العاده عجیب حل کنید، می‌توانید تحقیقات واقعاً مفید انجام دهید.»

و این همان کاری بود که تیم سیدنی انجام داد. آن‌ها می‌دانستند که بادبان در حین شتاب‌گرفتن توسط پرتو لیزر به‌طور دائم به اطراف هل داده می‌شود؛ درنتیجه باید راهی پیدا می‌کردند تا آن را به مرکز بازگردانند. ویتلند می‌گوید: «اما این کار باعث ایجاد نوسانات می‌شود.» جابه‌جایی لیزر می‌توانست این مسئله را جبران کند، اما همان‌طور که در اصلاح پرتوهای لیزر برای جلوگیری از «سوسوزدن» دیدیم، جابه‌جایی ‌آنی مجموعه‌ی لیزرها ممکن است اساساً غیرممکن باشد.

بادبان‌ها مسئله‌ای جدا از خود سفینه‌ها هستند که باید تا حد امکان کوچک و سبک باشند. برکترو استارشات این سفینه‌های کوچک را «نانوکرافت» می‌نامد. ایده‌ی پیشگام برای طراحی سفینه‌ها به منچستر تعلق داشت؛ همان دانشجوی فارغ‌التحصیلی که در آغاز برنامه مملو از شور و امید بود. ساخته‌های اولیه‌ی منچستر برای سفر به فراتر از منظومه شمسی یا حتی فراتر از مدار زمین طراحی نشده بودند. او به‌عنوان دانشجوی فارغ‌التحصیل در دانشگاه کرنل، تحت نظارت پک، درحوالی سال ۲۰۰۹ شروع به طراحی ماهواره‌هایی در اندازه تمبر پستی کرد و اسامی مختلفی مانند اسپریتس و چیپ‌ست روی آن‌ها گذاشت. او در سال ۲۰۱۱ پروژه را از طریق جمع‌سپاری مالی تأمین کرد و در سال ۲۰۱۴ حدود صد چیپ‌ست به فضا فرستاد؛ اما یک نقص فنی موجب شد آن‌ها نتوانند در مدار مستقر شوند و هنگام بازگشت از جو سوختند.

در سال ۲۰۱۹ منچستر توانست دوباره برای پرتاب اقدام کند و ۱۰۵ چیپ‌ست را به طور همزمان با موفقیت در فضا مستقر کرد. او نشان داد که این ماهواره‌ها می‌توانند در فضا با هم ارتباط برقرار و مانند یک گروه عمل کنند. بااین‌حال، نهاد تنظیم‌گر پرتاب‌ها تنها اجازه‌ی یک پرواز به او داد. او می‌گوید: «سپس کمیسیون فدرال ارتباطات (FCC) نتیجه گرفت که ما با زباله‌های فضایی جهان را نابود می‌کنیم»؛ درحالی‌که وقتی قرار باشد ماهواره‌ها بسیار فراتر از مدار زمین به اعماق فضا بروند، مشکلی ایجاد نخواهد شد.

البته برکترو استارشات هنوز فراتر از جایی نرفته است. بااین‌حال، تیم‌ها دریافتند که در هر چهار حوزه‌ی مشکل، طرح اولیه از نظر فنی هیچ مشکلی ندارد. آن‌ها همچنین به اندازه کافی تحقیق کردند تا بفهمند چه چیزهایی را نمی‌دانند و چه نوع توسعه فنی و بودجه‌ای لازم است تا ایده به سرانجام برسد.

پیشرفت پروژه احتمالاً به دلیل اینکه صد میلیون دلار هرگز فراهم نشد، کند شد. هرچند کمک‌های مالی استارشات عمومی نشدند، تجربه لووبین میزان هزینه‌ها را نشان می‌دهد. گروه او دو کمک مالی دریافت کرد: یکی ۱۱۶هزار دلار و دیگری حدود ۸۰هزار دلار. برخی از همکارانش در استرالیا نیز ۸۰هزار دلار دریافت کردند. لووبین می‌گوید: «ما در مجموع کمتر از ۲۰۰هزار دلار درطول ۸ سال دریافت کردیم.» این رقم بسیار کمتر از بودجه‌ای بود که ناسا برای پژوهش‌های میان‌ستاره‌ای لووبین اختصاص داده بود، هرچند رویکرد رسانه‌محور برکترو استارشات موجب شد نام آن بیشتر با پروژه‌ی سفر میان‌ستاره‌ای مرتبط شود.

لووبین می‌گوید: «برکترو استارشات نهایتاً کمتر از پنج درصد بودجه‌ی برنامه ما را تأمین کرد.» درنتیجه همیشه نقطه‌ای کوچک در مسیر بود، اما در ذهن عموم کل پروژه مثل اسمش برنامه‌ای پیشگامانه بود که اصلاً درست نیست. او برآورد می‌کند که کل هزینه‌ی برکترو استارشات تقریباً ۴٫۵ میلیون دلار برای حدود ۳۰ قرارداد بوده است.

در این مرحله، آینده‌ی برنامه مبهم است. به نظر می‌رسد برکترو استارشات، اگر نگوییم تمام شده، به به‌طور نامحدود به‌حالت تعلیق درآمده است؛ هرچند برخلاف آغاز پروژه، پایان آن هیچ هیاهویی نداشت. پک مطمئن نیست وضعیت کنونی چیست. او می‌گوید: «تا جایی که می‌دانم، آن‌ها حداقل آن را موقتاً متوقف کرده‌اند و فکر نمی‌کنم در آینده‌ی نزدیک ادامه پیدا کند.»

مارتین دی استرکه از گروه سیدنی، و همکارش بوریس کولمی، که در پژوهش‌های مرتبط با موشک استارشیپ مشارکت دارند، فقط به طور غیررسمی شنیدند که برکترو استارشات پایان یافته است. دی استرکه می‌گوید: «به نظر می‌رسد پروژه کاملاً ناپدید شده؛ احتمالاً دو سال است که خبری از آن‌ها نشنیده‌ایم.»

برخی منابع پایان برنامه را به این صورت تفسیر کرده‌اند که سفینه واقعی، هرچند از نظر فنی امکان‌پذیر است، هنوز دور از دسترس به‌نظر می‌آید. لووبین می‌گوید: «فکر می‌کنم این پروژه ۳۰ تا ۵۰ سال کار سخت توسط تعداد زیادی انسان متعهد می‌طلبد؛ شبیه به پروژه منهتن با توان مضاعف.» برخی منابع حدس می‌زنند که این زمان‌بندی برای میلنر جذابیت نداشته و صرف هزینه‌ای به اندازه‌ی پروژه منهتن هم برایش پذیرفتنی نبوده است.

ترنر دیدگاه متفاوتی دارد. او برای توضیح، به نمونه‌ی آشنای کلیساهای قرون وسطایی اشاره می‌کند که ساختشان صدها سال طول کشید؛ مدت زمانی که انسان‌ها این روزها به ندرت برای یک پروژه صرف می‌کنند. او می‌گوید: «این [مقایسه] اغلب به عنوان نوعی انتقاد طعنه‌آمیز از کوتاه‌نگری تمدن مدرن یا افراد دارای انگیزه‌های سودجویانه مطرح می‌شود؛ اما فکر می‌کنم درواقع نتیجه‌ی سرعت بالای پیشرفت فناوری است.»

با وجود پایان مبهم و آینده نامشخص، بسیاری از شرکت‌کنندگان در برکترو استارشات، درباره‌ی آینده‌ی آن دیدگاه مثبتی داشتند. برای مثال، منچستر آن را دست‌کم یک موفقیت روان‌شناختی می‌داند. وقتی پروژه آغاز شد، مردم سفر میان‌ستاره‌ای را دیوانه‌وار می‌دانستند یا اصلاً به آن فکر نمی‌کردند. او می‌گوید: «برکترو استارشات تصور جامعه از چنین موضوعاتی را به عنوان حوزه‌ای مشروع از تحقیقات علمی تغییر داد.»

افراد جدی روی پروژه کار کردند، کارهای جدی انجام دادند و پیشرفت‌های جدی داشتند؛ حتی اگر مستقیماً در مسیر رسیدن به آلفا قنطورس قرار نگرفته باشند. منچستر نتیجه‌گیری می‌کند: «هنوز راه طولانی است، اما خیلی نزدیک‌تر از پنج یا شش سال پیش است.» این برنامه همچنین افرادی مانند دی استرکه و کولمی را تشویق کرد تا روی مسائل بنیادی فیزیک و مهندسی کار کنند که ممکن بود در غیر این صورت مورد توجه قرار نگیرند. و شاید در نهایت، همین میراث پروژه باشد. لووبین می‌گوید: «اگر بخواهیم یک جمله خلاصه از آنچه برکترو استارشات بود و انجام داد داشته باشیم، این است: توجه به رویا.»