Straipsnio autorius išsamiai pasakoja apie keturias perspektyvias technologijas, suteikiančias žmonėms galimybę pasiekti bet kurią Visatos vietą per vieną žmogaus gyvenimą. Palyginimui: naudojant šiuolaikines technologijas, kelias į kitą žvaigždžių sistemą užtruks apie 100 tūkstančių metų.
Nuo to laiko, kai žmogus pirmą kartą pažvelgė į naktinį dangų, svajojame aplankyti kitus pasaulius ir pamatyti Visatą. Ir nors mūsų chemikatais varomos raketos jau pasiekė daugelį Saulės sistemos planetų, mėnulių ir kitų kūnų, toliausiai nuo Žemės esantis erdvėlaivis „Voyager 1“įveikė tik 22,3 milijardo kilometrų. Tai yra tik 0,056% atstumo iki artimiausios žinomos žvaigždžių sistemos. Naudojant šiuolaikines technologijas kelias į kitą žvaigždžių sistemą užtruks apie 100 tūkstančių metų.
- „Salik.biz“
Tačiau nereikia elgtis taip, kaip mes visada darėme. Transporto priemonių, turinčių didelę naudingąją krovinių masę, siuntimo efektyvumas, net turint žmones laive, neregėtais atstumais visatoje gali būti labai pagerintas, jei bus naudojama tinkama technologija. Tiksliau sakant, yra keturios perspektyvios technologijos, leidžiančios mums patekti į žvaigždes per daug trumpesnį laiką. Jie yra čia.
1). Branduolinė technologija. Iki šiol žmonijos istorijoje visi į kosmosą paleisti kosminiai laivai turi vieną bendrą bruožą: variklį, naudojamą chemikalais. Taip, raketinis kuras yra specialus chemikalų mišinys, skirtas maksimaliai padidinti trauka. Čia svarbi frazė „chemikalai“. Varikliui energiją suteikiančios reakcijos yra pagrįstos ryšių perskirstymu tarp atomų.
Tai iš esmės riboja mūsų veiksmus! Didžioji atomo masės dalis patenka į jo branduolį - 99,95%. Prasidėjus cheminei reakcijai, aplink atomus besisukantys elektronai yra perskirstomi ir, kaip energija, išskiria apie 0,0001% visos reakcijoje dalyvaujančių atomų masės, pagal garsiąją Einšteino lygtį: E = mc2. Tai reiškia, kad už kiekvieną į raketą įpilto kuro kilogramą reakcijos metu gaunate energiją, prilygstančią maždaug 1 miligramui.
Tačiau jei bus naudojamos branduoliniu kuru naudojamos raketos, situacija bus kardinaliai kitokia. Užuot pasikliavę elektronų konfigūracijos pokyčiais ir tuo, kaip atomai jungiasi tarpusavyje, jūs galite išlaisvinti palyginti didžiulį energijos kiekį, paveikdami tai, kaip atomų branduoliai yra sujungti vienas su kitu. Suskaidydami urano atomą bombarduodami jį neutronais, jis skleidžia daug daugiau energijos nei bet kokia cheminė reakcija. 1 kilogramas urano-235 gali išlaisvinti energijos kiekį, prilygstantį 911 miligramų masės, tai yra beveik tūkstantį kartų efektyviau nei cheminis kuras.
Variklius galėtume padaryti dar efektyvesnius, jei įsisavintume branduolių sintezę. Pavyzdžiui, inertiškai kontroliuojamos termobranduolinės sintezės sistema, kurios pagalba būtų galima sintetinti vandenilį į helį, tokia grandininė reakcija vyksta Saulėje. 1 kg vandenilio kuro sintezė į helį pavers 7,5 kg masės gryna energija, kuri yra beveik 10 tūkstančių kartų efektyvesnė nei cheminis kuras.
Idėja yra gauti tą patį raketos pagreitį daug ilgesnį laiką: šimtus ar net tūkstančius kartų ilgiau nei dabar, o tai leistų jiems išvystyti šimtus ar tūkstančius kartų greičiau nei įprastos raketos. Toks metodas sutrumpintų tarpžvaigždinių skrydžių laiką iki šimtų ar net dešimčių metų. Tai perspektyvi technologija, kurią galėsime panaudoti iki 2100 m., Atsižvelgiant į mokslo plėtros tempą ir kryptį.
Reklaminis vaizdo įrašas:
2). Kosminių lazerių spindulys. Ši idėja yra projekto „Breakthrough Starshot“, kuris prieš keletą metų išpopuliarėjo, centre. Bėgant metams koncepcija neprarado savo patrauklumo. Nors įprasta raketa neša degalus ir naudoja jį pagreičiui, pagrindinė šios technologijos idėja yra galingų lazerių spindulys, kuris suteiks erdvėlaiviui reikiamą impulsą. Kitaip tariant, pagreičio šaltinis bus atsietas nuo paties laivo.
Ši koncepcija yra įdomi ir revoliucinga įvairiais būdais. Lazerių technologijos sėkmingai vystosi ir tampa ne tik galingesnės, bet ir labai suderintos. Taigi, jei mes sukursime į burę panašią medžiagą, atspindinčią pakankamai aukštą lazerio šviesos procentą, galime panaudoti lazerio šūvį, kad kosminis laivas išvystytų didžiulį greitį. Tikimasi, kad ~ 1 g sveriantis „erdvėlaivis“pasieks ~ 20% šviesos greičio, o tai leis vos per 22 metus nuskristi į artimiausią žvaigždę - „Proxima Centauri“.
Žinoma, tam mes turėsime sukurti didžiulį lazerių spindulį (apie 100 km2), ir tai reikia padaryti kosmose, nors tai labiau išlaidų, o ne technologijos ar mokslo problema. Tačiau norint įveikti tokį projektą reikia įveikti nemažai problemų. Tarp jų:
- nepalaikoma burė pasisuks, reikalingas kažkoks (dar nesukurtas) stabilizavimo mechanizmas;
- nesugebėjimas stabdyti pasiekus paskirties tašką, nes laive nėra degalų;
- net jei paaiškės, kad reikia žmonių gabenimo prietaiso mastelio, žmogus negalės išgyventi su didžiuliu pagreičiu - reikšmingu greičio skirtumu per trumpą laiką.
Galbūt kažkada technologija sugebės mus nuvesti į žvaigždes, tačiau nėra sėkmingo metodo, kad žmogus pasiektų greitį, lygų ~ 20% šviesos greičio.
3). Antimaterinis kuras. Jei vis dar norime su savimi nešiotis degalus, galime padaryti jį kuo efektyvesnį: jis bus pagrįstas dalelių ir antidalelių sunaikinimu. Skirtingai nuo cheminio ar branduolinio kuro, kai tik maža dalis laive esančios masės paverčiama energija, dalelėms sunaikinti nuo dalelių sunaudojama 100% tiek dalelių, tiek antikūnų. Aukščiausias kuro efektyvumo lygis yra galimybė paversti visus degalus impulsine energija.
Sunkumų taikant šį metodą praktikoje kyla trijose pagrindinėse srityse. Tiksliau:
- stabilios neutralios antimaterijos sukūrimas;
- gebėjimas atskirti jį nuo įprastos materijos ir tiksliai ją valdyti;
- gaminti pakankamai didelius antimaterijus, kad būtų galima skristi tarpžvaigždžiais.
Laimei, pirmieji du klausimai jau yra nagrinėjami.
Europos branduolinių tyrimų organizacija (CERN), kurioje įsikūręs didžiojo hadronų susidūrėjas, turi didžiulį kompleksą, vadinamą „antimaterijos gamykla“. Ten šešios nepriklausomos mokslininkų komandos tiria antimaterijos savybes. Jie imasi antiprotonų ir juos lėtina, priversdami pozitroną prie jų jungtis. Taip sukuriami antiatomai arba neutrali antimaterija.
Jie išskiria šiuos antiatomus talpykloje su įvairiais elektriniais ir magnetiniais laukais, kurie juos laiko vietoje, atokiau nuo konteinerio, pagaminto iš materijos, sienelių. Iki šiol, 2020 m. Viduryje, jie sėkmingai valandą iš karto izoliavo ir stabilizavo kelis antiatomus. Per ateinančius kelerius metus mokslininkai galės kontroliuoti antimaterijos judėjimą gravitaciniame lauke.
Ši technologija artimiausiu metu mums nebus prieinama, tačiau gali pasirodyti, kad greičiausias tarpžvaigždinių kelionių būdas yra raketa su antimaterija.
4). Žvaigždžių laivas tamsioje materijoje. Šis pasirinkimas tikrai priklauso nuo prielaidos, kad visos dalelės, atsakingos už tamsiąją medžiagą, elgiasi kaip bozonas ir yra jos pačios dalelės. Teoriškai tamsiosios medžiagos, kuri yra jos pačios dalelė, tikimybė sunaikinti bet kurią kitą su ja susiduriančią tamsiosios medžiagos dalelę yra nedidelė, bet ne nulinė. Galime panaudoti energiją, išsiskiriančią dėl susidūrimo.
Tam yra galimų įrodymų. Remiantis stebėjimais nustatyta, kad Paukščių Takas ir kitos galaktikos turi nepaaiškinamą gama spinduliuotės perteklių iš jų centrų, kur tamsiosios energijos koncentracija turėtų būti didžiausia. Visada yra galimybė, kad tam yra paprastas astrofizinis paaiškinimas, pavyzdžiui, pulsarai. Vis dėlto gali būti, kad ši tamsi materija vis dar sunaikina save galaktikos centre ir taip pateikia mums neįtikėtiną idėją - tamsos materijos žvaigždėlaivį.
Šio metodo pranašumas yra tas, kad tamsioji materija egzistuoja pažodžiui visur galaktikoje. Tai reiškia, kad kelionėje neturime turėti su savimi degalų. Tam tikros energijos „reaktorius“gali tiesiog atlikti šiuos veiksmus:
- paimkite bet kokią netoliese esančią medžiagą;
- paspartinti jo sunaikinimą arba leisti natūraliai sunaikinti;
- nukreipkite gautą energiją, kad įgautumėte pagreitį bet kuria norima linkme.
Žmogus galėtų kontroliuoti reaktoriaus dydį ir galią norimiems rezultatams pasiekti.
Nereikalaujant degalų laive, daugelis problemų, susijusių su varikliu varomaisiais kosminiais keliais, išnyks. Vietoj to mes galėsime pasiekti puoselėtą svajonę apie bet kokią kelionę - neribotą nuolatinį pagreitį. Tai suteiks mums labiausiai neįsivaizduojamą sugebėjimą - galimybę pasiekti bet kurią Visatos vietą vieno žmogaus gyvenimo metu.
Jei apsiribosime egzistuojančiomis raketų technologijomis, tada mums prireiks mažiausiai dešimtys tūkstančių metų, kad galėtume keliauti iš Žemės į artimiausią žvaigždžių sistemą. Vis dėlto pasiekta reikšminga variklio technologijos pažanga ir jie sumažins kelionės laiką iki vieno žmogaus gyvenimo. Jei sugebėsime susidoroti su branduolinio kuro, kosminių lazerio pluoštų, antimaterijos ar net tamsiosios medžiagos naudojimu, išpildysime savo pačių svajonę ir tapsime kosmoso civilizacija, nenaudodami žlugdančių technologijų, tokių kaip metmenų pavaros.
Yra daugybė būdų, kaip mokslu pagrįstas idėjas paversti įgyvendinamomis, realaus pasaulio naujos kartos variklių technologijomis. Visiškai įmanoma, kad iki amžiaus pabaigos kosminis laivas, kuris dar nebuvo išrastas, užims „New Horizons“, „Pioneer“ir „Voyager“vietas kaip labiausiai nuo žemės nutolusius žmogaus sukurtus objektus. Mokslas jau yra paruoštas. Mums belieka pažvelgti ne tik į dabartines technologijas ir įgyvendinti šią svajonę.