Most a csillagközi utazás és a gyarmatosítás valószínűtlennek tűnik. A fizika alapvető törvényei egyszerűen megakadályozzák, hogy ez megtörténjen, és sokan még azt sem gondolják, hogy lehetetlen.
Mások arra törekednek, hogy megtörjék a fizikai törvényeket (vagy legalább találjanak egy megoldást), amelyek lehetővé teszik a távoli csillagokba való utazást és a bátor új világok felfedezését.
Alcubierre lánchajtás
Bármi, amit úgy hívnak, hogy "láncmeghajtó", a Star Trekre vonatkozik, nem pedig a NASA-ra. Az Alcubierre láncmeghajtó gondolata az, hogy lehetséges megoldás lehet (vagy legalább a keresés kezdete), hogy legyőzzük a világegyetem azon korlátait, amelyeket a fénysebességnél gyorsabb utazáshoz vezet.
Ennek az ötletnek az alapjai meglehetősen egyszerűek, és a NASA futópad-példát használ annak magyarázatára. Bár egy ember véges sebességgel tud mozogni a futópadon, a személy és a futópad együttes sebessége azt jelenti, hogy a vége közelebb van, mint amennyire normál futópadon utazott volna.
A futópad csak egy lánc-meghajtó, amely a tér-időben mozog egyfajta expanziós buborékban. A láncmeghajtó előtt a téridő tömörítve van. Mögötte tágul. Elméletileg ez lehetővé teszi a motor számára, hogy az utasokat gyorsabban mozgassa, mint a fénysebesség.
Promóciós videó:
Úgy gondolják, hogy az űridő kiterjesztésével kapcsolatos egyik alapelv lehetővé tette az univerzum gyors bővülését, csak a Nagyrobbanás pillanatai után. Elméletben az ötletnek megvalósíthatónak kell lennie.
Sokkal nehezebb lesz maga a lánchajtómű létrehozása, amely masszív negatív energiát igénylő zsákot igényel a kézműves körül. Nem világos, hogy ez elvben lehetséges-e. Senki sem tudja. Ezenkívül a tér-idő kezelése még trükkösebb kérdéseket vet fel az időutazásról, a készülék negatív energiával történő táplálásáról, valamint annak be- és kikapcsolásáról.
A legfontosabb ötlet Miguel Alcubierre fizikustól származik, aki azt is elmagyarázta, hogy a láncmeghajtás hogyan mozog a tér-idő hullámai mentén, ahelyett, hogy a leghosszabb utat választja volna. Technikai szempontból az ötlet nem sérti a fénysebességnél gyorsabb utazási törvényeket, s még matematikai indokolása is a lehetséges megvalósítás mellett szól.
Csillagközi Internet
Szörnyű, ha nincs föld a Földön, és okostelefonjára nem tudja betölteni a Google Maps alkalmazást. A csillagközi utazás során még rosszabb lesz. Az űrbe való belépés csak az első lépés, a tudósok már elkezdenek gondolkodni azon, hogy mit tegyünk, amikor a személyzet és a pilóta nélküli szondainknak üzeneteket kell visszaküldeniük a Földre.
A NASA 2008-ban elvégezte az internet első csillagközi verziójának első sikeres tesztelését. A projektet 1998-ban indították el a NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) és a Google közötti partnerség részeként. Tíz évvel később a partnerek megvásárolták a zavartűrő hálózati (DTN) rendszert, amely lehetővé teszi a képek küldését 30 millió kilométer távolságra lévő űrhajóra.
A technológiának képesnek kell lennie megbirkózni az átvitel hosszú késéseivel és megszakításaival, így folytathatja az átvitelt akkor is, ha a jelet 20 percre megszakítják. Áthaladhat, között vagy azokon keresztül, a napsugárzásoktól és a napviharoktól kezdve a bosszantó bolygókig, amelyek akadályozhatják az adatátvitelt az információk elvesztése nélkül.
Vint Cerf, a földi Internet egyik alapítója és a csillagközi egy úttörője szerint, a DTN rendszer legyőzi azokat a problémákat, amelyek a hagyományos TCIP / IP protokollt sújtják, amikor nagy távolságokon, kozmikus méretekben kell dolgoznia. A TCIP / IP-vel a Google keresése a Marson olyan hosszú ideig tart, hogy a kérés feldolgozása közben az eredmények megváltoznak, és a kimenet részben elveszik. A DTN segítségével a mérnökök valami teljesen új dolgot adtak hozzá - a képességét, hogy különféle domainneveket rendeljenek a különböző bolygókhoz, és kiválaszthassák, melyik bolygón kívánják keresni az interneten.
Mi lenne a bolygókra való utazással, amelyekkel még nem vagyunk ismerkedve? Az amerikai tudományos kutató azt sugallja, hogy lehet egy mód, bár nagyon drága és időigényes az internetet az Alpha Centauri-hoz juttatni. Az önreplikáló von Neumann szonda sorozatának elindításával hosszú sorozat állomások állíthatók elő, amelyek információkat küldhetnek a csillagközi lánc mentén.
A rendszerünkben született jel áthalad a szondákon és eléri az Alpha Centaurit, és fordítva. Igaz, hogy sok szondát vesz igénybe, amelyek felépítése és elindítása milliárd időt vesz igénybe.
És általánosságban, mivel a legtávolabbi szondanak több ezer évig kell megtennie útját, feltételezhető, hogy ebben az időben nem csak a technológiák változnak, hanem az esemény teljes költsége is. Ne siessünk.
A tér embrionális kolonizációja
A csillagközi közötti utazás - és általában a gyarmatosítás - egyik legnagyobb problémája az, hogy mennyi időre van szükség, hogy bárhová eljusson, még akkor is, ha néhány lánc meghosszabbítja az ujját.
A telepesek egy csoportjának a rendeltetési helyre szállítása nagyon sok problémát okoz, ezért javaslatok születnek, ha nem egy teljesen emberelt legénységgel rendelkező gyarmatosító csoportot küldenek, hanem egy embriókkal - a jövő emberiség magjaival - töltött hajót küldenek.
Amint a hajó eléri a kívánt távolságot rendeltetési helyére, a fagyott embriók növekedni kezdenek. Aztán elhagyják a hajón felnövekvő gyermekeket, és amikor végül elérik a rendeltetési helyüket, minden képességükkel képesek új civilizáció elképzelésére.
Nyilvánvaló, hogy mindez viszont hatalmas halom kérdést vet fel, például hogy ki és hogyan fogja végrehajtani az embriók növekedését. A robotok fel tudnak kelteni az embereket, de milyen embereket emelnek fel a robotok? Meg tudják-e érteni a robotok, hogy mit kell egy gyermeknek növekednie és virágoznia? Meg tudják-e érteni a büntetéseket és a jutalmakat, az emberi érzelmeket?
Mindenesetre még látni kell, hogyan lehet a fagyasztott embriókat évezredeken át érintetlenül hagyni, és hogyan lehet azokat mesterséges környezetben tenyészteni.
Az egyik javasolt megoldás, amely megoldhatja a robotdajka problémáit, lehet egy embrióval ellátott hajó és egy felfüggesztett animációjú hajó kombinációja, amelyben a felnőttek alszanak, készen állnak arra, hogy felébredjen, amikor gyermeket nevelnek.
A gyermekek nevelésének éveinek sorozata, valamint a hibernáció visszatérése elméletileg stabil populációhoz vezethet. Az alaposan kidolgozott embriókészlet biztosítja a genetikai sokféleséget, amely a kolónia létrehozása után a populáció többé-kevésbé stabilitását biztosítja.
Egy további tétel bekerülhet az embriókkal ellátott hajóba is, ami a jövőben tovább diverzifikálja a genetikai alapot.
Von Neumann szondák
Minden, amit az űrbe építünk és küldünk, elkerülhetetlenül saját problémáival néz szembe, és abszolút lehetetlen feladatnak tűnik olyan dolgot tenni, amely több millió kilométert megtesz és nem éget, szétesik vagy elhalványul. Ennek a problémának azonban megoldását évtizedekkel ezelőtt lehetett megtalálni.
Az 1940-es években John von Neumann fizikus javasolta a reprodukálni kívánt mechanikai technológiát, és bár ötlete semmi köze volt a csillagközi utazáshoz, mindenképpen elkerülhetetlenné vált erre.
Ennek eredményeként a von Neumann szondákat elméletileg fel lehetne használni hatalmas csillagközi csillagok felfedezésére. Egyes kutatók szerint az a gondolat, hogy mindez előbb jutott eszünkbe, nem csak pompás, hanem valószínűtlen is.
Az Edinburgh-i Egyetem tudósai publikáltak egy publikációt az International Astrobiology folyóiratban, amelyben nemcsak azt a lehetőséget vizsgálták, hogy ilyen technológiát saját igényeiknek megfelelően lehet-e létrehozni, hanem annak valószínűségét is, hogy valaki már megtette. A korábbi számítások alapján, amelyek megmutatták, hogy egy készülék milyen messzire tud menni különböző mozgási módokat használva, a tudósok megvizsgálták, hogyan változhat ez az egyenlet, ha önmagát replikáló járművekre és szondákra alkalmazzák.
A tudósok számításait az önreplikáló szonda körül építették, amely törmeléket és más űranyagokat felhasználhatott junior szonda felépítéséhez. A szülő és a gyermek szondái olyan gyorsan szaporodnak, hogy mindössze 10 millió év alatt lefedik az egész galaxist - feltéve, hogy a fénysebesség 10% -án mozognak.
Ez azonban azt jelentené, hogy egy bizonyos ponton meg kellett volna látogatnunk néhány ilyen szondának. Mivel még nem láttuk őket, kényelmes magyarázatot találhatunk: vagy nem vagyunk technológiailag elég fejlett ahhoz, hogy tudjuk, hol kell keresnünk, vagy vagyunk valóban egyedül a galaxisban.
Csúzli fekete lyukkal
Az a gondolat, hogy egy bolygó vagy hold gravitációját úgy használják, hogy úgy fényképezzen, mint egy csúzli, napsugárzó rendszerünkben többször vagy kétszer is üzembe helyezte, mindenekelőtt a Voyager 2, amely egy újabb lendületet kapott először a Szaturnuszból, majd az Uránuszból, amikor elindult a rendszerből. …
Az ötlet magában foglalja a hajó manőverezését, amely lehetővé teszi, hogy megnövelje (vagy csökkentse) sebességét, amikor a bolygó gravitációs mezőjén mozog. A tudományos fantasztikus írók különösen kedvelik ezt az ötletet.
Kip Thorne író egy ötletet fogalmazott meg: egy ilyen manőver segíthet a készüléken megoldani a csillagközi utazás egyik legnagyobb problémáját - az üzemanyag-fogyasztást. És egy kockázatosabb manővert javasolt: gyorsítást bináris fekete lyukakkal. Egy perc eltart az, hogy az üzemanyag elégetje a kritikus pályát az egyik fekete lyukról a másikra.
Miután több fordulatot tett a fekete lyukak körül, a készülék felgyorsítja a fény közelét. Csak annyit kell tennie, hogy jól célozza meg és aktiválja a rakéta tolóerőjét a csillagok irányának ábrázolása érdekében.
Valószínűtlen? Igen. Elképesztő? Egyértelműen. Thorne hangsúlyozza, hogy sok probléma van egy ilyen ötlettel, például a pályák és az idő pontos kiszámítása, amely nem teszi lehetővé a készülék közvetlen eljuttatását a legközelebbi bolygóra, csillagra vagy más testre. Kérdések vannak még a hazatérésről is, de ha úgy dönt, hogy ilyen manővert hoz, akkor határozottan nem tervezi visszatérni.
Egy precedenst egy ilyen ötlethez már kialakítottak. 2000-ben a csillagászok 13 szupernóvát fedeztek fel a galaxison keresztül, hihetetlen sebességgel, 9 millió kilométer óránként. Az Urbano-Champagne-i Illinoisi Egyetem tudósai azt találták, hogy ezeket a támadó csillagokat egy fekete lyuk kiürítette a galaxisból, amelyek egy párba záródtak a két különálló galaxis megsemmisítése és összeolvadása során.
Meghúzott indító
Még az önreplikáló szondák elindításához is problémát jelent az üzemanyag-fogyasztás.
Ez nem akadályozza meg az embereket abban, hogy új ötleteket keressenek a szondák csillagközi távolságokon történő elindításához. Ez a folyamat megannyi energiát igényelne, ha a mai technológiát használnánk.
Az Atomi Mérnöki Intézet forrest püspöke elmondta, hogy létrehozott egy módszert a csillagközi szondák elindítására, amely megközelítőleg ekvivalens energiát igényel az autó akkumulátorának.
Az elméleti Starseed Launcher nagyjából 1000 kilométer hosszú, és elsősorban huzalból és huzalból áll. Hosszúsága ellenére ez az egész beilleszthető egy teherhajóba, és 10 voltos akkumulátorral tölthető.
A terv egy része olyan indítószondákat tartalmaz, amelyek kissé meghaladják a mikrogrammat, és csak azokat az alapvető információkat tartalmazzák, amelyek a szonda űrben történő további építéséhez szükségesek. Az ilyen szondák milliárdjai indíthatók egy sor indítás során.
A terv lényege az, hogy az önreplikáló szondák az indítás után képesek lesznek egymással összekapcsolódni. Maga a hordozórakéta szupravezető mágneses lebegőtekercsekkel lesz felszerelve, amelyek fordított erőt hoznak létre, amely tolóerőt biztosít.
Püspök szerint a terv néhány részletéhez munkát kell végezni, például a csillagközi sugárzás és a törmelék ellen a szondákkal, de általában az építkezés megkezdődhet.
Különleges növények a világűrben
Ha egyszer eljutunk valahova, szükségünk van élelmezési lehetőségekre és az oxigén regenerálására. Freeman Dyson fizikus érdekes ötleteket fogalmazott meg, hogyan lehetne ezt megtenni.
1972-ben Dyson tartotta híres előadását a londoni Birkbeck Főiskolán. Ugyanakkor azt javasolta, hogy valamilyen genetikai manipuláció segítségével lehessen olyan fákat létrehozni, amelyek nemcsak növekedni tudnak, hanem egy rosszul áradó felületen is virágzhatnak, például üstökösök.
Programozza át a fát az ultraibolya fény visszaverésére és a víz hatékonyabb megőrzésére, és a fa nemcsak gyökereződik és növekszik, hanem olyan méretűre is növekszik, amelyet a földi szabványok nem képesek elképzelni. Egy interjúban Dyson javasolta, hogy a jövőben fekete fák jelenjenek meg mind az űrben, mind a Földön.
A szilícium alapú fák hatékonyabbak lennének, és a hatékonyság a kulcs a hosszú távú túléléshez. Dyson hangsúlyozza, hogy ez a folyamat nem lesz rövid - talán kétszáz év alatt végül kitaláljuk, hogyan lehet a fákat az űrben növekedni.
Dyson elképzelése nem olyan heves. A NASA Haladó Koncepciók Intézete egy egész osztály, amely a jövő problémáinak megoldására szolgál, ideértve a stabil növényeknek a Mars felszínén történő termesztését is. Még az üvegházhatású növények is a Marson szélsőséges körülmények között fognak növekedni, és a tudósok olyan lehetőségeket keresnek, amelyekkel össze lehet hasonlítani a növényeket extremophiles-kel, apró mikroszkopikus organizmusokkal, amelyek a Föld legbrutálisabb körülményei között maradnak fenn.
Az alpesi paradicsomtól, amelyek beépített ultraibolya fény ellenállástól kezdve, a baktériumokig, amelyek a világ leghidegebb, legmelegebb és legszélesebb sarkában maradnak fenn, egy nap össze lehet készíteni a marsi kertet. Csak annyit kell kitalálnia, hogyan lehet ezeket a téglákat összerakni.
Helyi erőforrás-felhasználás
A földön kívüli élés újfajta trend lehet a Földön, ám havi űrbeli missziókra van szükség, akkor ez szükségessé válik. A NASA jelenleg többek között a helyi erőforrások felhasználását (ISRU) vizsgálja.
Az űrhajón nincs sok hely, és az űrben és más bolygókon található anyagok felhasználására szolgáló építési rendszerekre szükség lesz minden hosszú távú gyarmatosításhoz vagy utazáshoz, különösen akkor, ha a rendeltetési hely olyan hely lesz, ahol nagyon nehéz lesz szállítmányokat, üzemanyagot, ételt szállítani. stb.
A helyi erőforrások felhasználásának lehetőségeit bemutató első kísérleteket a hawaii vulkán lejtőin és a sarki missziók során tették. A feladatok listája olyan elemeket tartalmaz, mint például az üzemanyag-alkatrészek kinyerése a hamuból és más, természetesen hozzáférhető terepről.
2014 augusztusában a NASA erõteljes bejelentést tett új játékok felfedésével, amelyek a következõ, 2020-ban elinduló roverrel szállnak a Marsra. Az új rover arzenáljában található eszközök között szerepel a MOXIE, a kísérlet az erőforrások helyi felhasználásáról marsi oxigén formájában.
A MOXIE felveszi a Mars lélegezhetetlen légkörét (96% szén-dioxid), és megosztja azt oxigénné és szén-monoxiddá. A készülék 22 gramm oxigént képes előállítani minden üzemóránként.
A NASA azt is reméli, hogy a MOXIE képes lesz még valami más bemutatására - a folyamatos teljesítményre, a termelékenység vagy a hatékonyság veszélyeztetése nélkül. A MOXIE nemcsak fontos lépés lehet a hosszú távú földönkívüli küldetések felé, hanem előkészítheti az utat a veszélyes gázok sok potenciális átalakítójának hasznos formákká.
2suit
Az űrben történő szaporodás számos különféle szinten problémás lehet, különösen a mikrogravitációs környezetben. 2009-ben az egérembriókon végzett japán kísérletek azt mutatták, hogy még akkor is, ha a megtermékenyítés nullán kívüli gravitáció mellett történik, az embriók, amelyek a Föld szokásos gravitációján (vagy annak ekvivalensén) kívül fejlődnek, nem fejlődnek rendesen.
Problémák merülnek fel, amikor a celláknak meg kell osztaniuk és speciális műveleteket kell végrehajtaniuk. Ez nem azt jelenti, hogy nem történik megtermékenyítés: az űrben fogant és a földi nőstény egerekbe ágyazott egér embriók sikeresen nőttek fel és problémák nélkül születtek.
Egy másik kérdést vet fel: hogyan működik pontosan a gyermektermelés a mikrogravitációban? A fizikai törvények, különösen az a tény, hogy minden cselekedetnek egyenlő és ellentétes reakciója van, mechanikáját kissé nevetségesvé teszik. Vanna Bonta, író, színésznő és feltaláló úgy döntött, hogy komolyan veszi ezt a kérdést.
És elkészítette a 2 öltönyt: egy olyan öltönyt, amelyben két ember menedéket élvezhet, és elkezdett gyerekeket termelni. Még ellenőrizték is. 2008-ban a 2suit-et kipróbálták az úgynevezett Vomit Comet-on (repülőgép, amely éles fordulatokat hajt végre, és minimális nulla gravitációs körülményeket teremt).
Míg Bonta azt sugallja, hogy találmánya valósághűvé teheti az űrben lévő nászutasokat, addig az öltönynek gyakorlatibb felhasználása is van, például a testhő vészhelyzetben tartása.
Longshot Project
A Longshot projektet az Egyesült Államok Tengerészeti Akadémia és a NASA egy csoportja fejlesztette ki az 1980-as évek végén. A terv végső célja az volt, hogy elindítson valamit a 21. század fordulóján, nevezetesen egy pilóta nélküli szondát, amely az Alpha Centauri-ba utazik.
100 évbe telik, hogy elérje a célját. Mielőtt azonban életbe lép, szüksége lesz néhány kulcsfontosságú elemre, amelyeket szintén ki kell fejleszteni.
A kommunikációs lézerek, a tartós atommaghasadási reaktorok és a tehetetlenségi lézeres fúziós rakétamotorok mellett vannak más elemek is.
A szondának független gondolkodást és funkciót kellett szereznie, mivel gyakorlatilag lehetetlen lenne ahhoz, hogy csillagközi távolságra kommunikáljon olyan gyorsan, hogy az információ releváns maradjon, amint eléri a rendeltetési helyet. Hihetetlenül tartósnak is kellett lennie, mivel a szonda 100 év alatt eléri rendeltetési helyét.
Longshotot különféle feladatokkal az Alpha Centauri-ba küldték. Alapvetően csillagászati adatokat kellett gyűjtenie, amelyek lehetővé tennék a távolságok pontos kiszámítását milliárdokig, ha nem is milliárdokig, vagy más csillagokig. De ha a nukleáris reaktor, amely a készüléket működteti, elfogy, akkor a misszió is leáll. A Longshot ambiciózus terv volt, amely soha nem ment le a földről.
De ez nem azt jelenti, hogy az ötlet meghalt a rügyben. 2013-ban a Longshot II projekt szó szerint felszállt az Icarus Interstellar hallgatói projekt formájában. Az eredeti Longshot program bevezetése óta évtizedek óta eltelt a technológiai fejlődés, alkalmazhatók az új verzióra, és a program egésze jelentős átalakításon ment keresztül. Az üzemanyagköltségeket felülvizsgálták, a küldetést felére csökkentették, és a teljes Longshot kialakítást fejétől talpig felülvizsgálták.
A végleges tervezet érdekes mutatója lesz annak, hogyan változik egy megoldhatatlan probléma az új technológiák és információk hozzáadásával. A fizika törvényei változatlanok, de 25 évvel később Longshotnak lehetősége van egy második szél megtalálására és megmutatja nekünk, hogy milyennek kell lennie a csillagközi csillagok közötti jövőbeli utazásnak.