Žmonės jau seniai svajojo keliauti į tolimas planetas; ta pati problema mokslinėje fantastikoje buvo nagrinėjama daugiau nei šimtmetį. Realybėje yra daugybė problemų, kurios trukdo mums tai padaryti, įskaitant tinkamų technologijų trūkumą. Tačiau tai nesustabdo mokslininkų teorijos apie galimus kosmoso užkariavimo būdus, kurie vieną dieną gali tapti gana realūs.
- „Salik.biz“
Joniniai varikliai
„Jonų gerbėjai“vargu ar bus naujiena „Žvaigždžių karų“gerbėjams, nes juos skraidė TIE kovotojai. Tai taip pat nusistovėjusi technologija, naudojama „Dawn“zonde, paleistame 1997 m. Rugsėjo mėn., Norint ištirti nykštukines planetas Vesta ir Ceres.
Jonų varikliai veikia, kai ksenono atomai yra bombarduojami elektronų, kad susidarytų jonai. Variklio gale yra metalinės akys, įkrautos 1000 voltų įtampa, kurios jonus šaudo milžinišku greičiu. Trauka yra gana maža, tačiau kadangi erdvė yra be trinties ir nulinės gravitacijos aplinkos, ji nuolat didėja. Didžiausias aušros greitis yra 38 600 km / h.
Jonų varikliams reikia minimalaus kuro. Jie yra 10 kartų efektyvesni nei cheminiai varikliai. Jie gauna savo energiją iš didelių saulės baterijų, todėl nereikia statyti degalų saugyklos. Tai taip pat suteikia jonų traukams, neišsenkančiam energijos šaltiniui.
Dabartinė jonų variklių problema yra ta, kad jie per lėti žmonėms gabenti. Jie galėtų būti naudojami, pavyzdžiui, įrangai ir reikmenims gabenti į Marso kolonijas.
Reklaminis vaizdo įrašas:
„Bussard ramjet“
Kaip minėta pirmiau, vienas didžiausių iššūkių, su kuriuo susiduria kelionės kosmose, yra reikiamas degalų kiekis. 1960 m. Išspręsti šią problemą buvo pasiūlyta sukurti vadinamąjį „Bussard Interstellar Ramjet“.
Idėja yra ta, kad erdvėlaivis, pakeldamas visą pasaulį, pasiima protonus, išsklaidytus po visą Visatą. Jei šiuos protonus bus galima susintetinti, erdvėlaivis iš esmės skraido branduoline raketa.
Tiesa, su „Ramjet“koncepcija yra nemažai problemų. Galite pakelti tik tam tikrą skaičių protonų, o kai protonai yra paimami, taip pat gimsta reikšmingas pasipriešinimas. Be to, kyla nedidelis klausimas, kaip sukurti stabilų veikiantį branduolių sintezės įrenginį.
Judėjimas branduoliniu impulsu
Idėja panaudoti branduolinę energiją erdvėlaiviams paleisti kilo nuo šeštojo dešimtmečio. „Oriono“projektas buvo NASA iniciatyva, kuris nusprendė pastatyti gražaus dangoraižio dydžio laivą, paleistą iš po sprogimo esančios branduolinės bombos. Jūs jau pradedate spėlioti apie problemas, susijusias su projektu. Pradėjus nuo šio projekto turėtų likti didžiulis radiacijos kiekis, o patys astronautai gaus apsinuodijimą radiacija.
Kai bomba sprogs, ji sukurs elektromagnetinį impulsą, kuris sunaikins borto elektroniką. O jei paleidimas vis dar bus sėkmingas ir nesukels mirtinų nuostolių. „Orion“projektas buvo svarstomas pirmiausia dėl to, kad jis mus galėtų nuvežti į Marsą per tris mėnesius. Paprastas laivas užtruktų aštuoniolika.
Akivaizdu, kad „Project Orion“mirė, tačiau jo idėja gyva. „Voyager 1“, „Voyager 2“ir „Cassini“savo skrydžiams naudojo branduolinės energijos formą, pagrįstą plutonio skilimu, paversdami jį elektra. Deja, būtino plutonio atsargos mūsų planetoje pasibaigė ir gana sunku pradėti pakartotinę gamybą, nes tai yra branduolinių bombų kūrimo šalutinis produktas.
Judėjimas lazerio spinduliais
Aviacijos ir kosmoso inžinierius Leicas Mirabeau idėją panaudoti lazerio judėjimą iškėlė 1988 m., Dirbdamas priešraketinės gynybos „Žvaigždžių karai“projekte. „Mirabeau“aparatas turėjo būti kūginis. Iš siauro kūgio galo, kuriame yra parabolinis atšvaitas, būtų išmestas galingas lazerio spindulys.
Tai sušildys orą viduje iki 30 000 laipsnių ir gali sukelti sprogimą, sukeliantį trauką. Mirabeau tikėjo, kad toks prietaisas pasirodys per ateinančius 20 metų, tačiau jo bendraamžiai į šią idėją žiūrėjo skeptiškai.
Tarpžvaigždinis erdvėlaivis „Daedalus“
Didžiosios Britanijos tarpplanetų draugija penkerius metus, pradedant nuo 1973 m., Vykdė tyrimus, tyrinėdama galimybę nusiųsti žmones į Barnardo žvaigždę, kuri yra už šešių šviesmečių. Jų sprendimas buvo tarpplanetinis erdvėlaivis „Daedalus“. „Daedalus“buvo milžiniškas erdvėlaivis, taip pat gero dangoraižio dydžio ir tikrai bus surinktas Žemės orbitoje.
Kaip ir „Project Orion“, jame reikėjo naudoti sintezės variklius. Kuro granulės dideliu greičiu bus suleidžiamos į reakcijos kamerą, kur jas uždegs didelės energijos elektronų pluoštai. Pirmasis etapas turėjo pakelti Žemę 46 000 tonų degalų, antrasis - nedidelę laivo dalį su 4000 tonų degalų. Degalai turėjo būti helio-3.
Helis-3 yra neįtikėtinai retas Žemėje, tačiau manoma, kad jo gausu Mėnulyje; jį taip pat galima rasti kosminiuose debesyse. Surinkti reikiamą sumą prireiktų 20 metų. Helį-3 taip pat labai sunku uždegti kaip kurą, nes jis reikalauja daug šilumos. Bet jei projektas būtų sudegęs, prietaisas būtų įsibėgėjęs iki 12,2% šviesos greičio ir per 50 metų būtų pasiekęs Barnardo žvaigždę.
2009 m. Buvo pradėti tyrimai pagal „Icarus“projektą, kuris turėtų parodyti, kokia tarpžvaigždinė kelionė gali tapti po tiek metų trukusio mokslo progreso.
Važiavimas asteroidu
Viena didžiausių kosminių kelionių problemų išlieka kosminių spindulių poveikis. Jei žmogus nuvyksta į Marsą per 1000 dienų, jis gaus tokią radiaciją, kad tikimybė susirgti vėžiu padidės nuo 1 iki 19 procentų.
Erdvėlaivis pagamintas iš lengvų medžiagų, o radiacijos skydai yra per sunkūs. Todėl Masačusetso technologijos instituto fizikos profesorius mano, kad geriausias būdas nukeliauti didelius atstumus yra nusileisti ant asteroido ir sukurti po juo paviršiaus tunelį.
Kad planas galėtų veikti, asteroidas turi būti 10 metrų pločio ir per kelis milijonus kilometrų nuo Žemės ir Marso. Iki šiol yra žinomi penki tokie asteroidai ir visi jie praeis netoli Žemės iki 2100 m. Kelionė bus viena kryptimi, nes nėra asteroidų, kurie skraidytų pirmyn ir atgal. Tačiau nuolat vyksta nauji atradimai, todėl galbūt rasime asteroidą, skrendantį iš Marso mums tinkamu metu.
Saulės burė
Nors pagal šiandienos standartus burės nėra aukštųjų technologijų, kosmoso kontekste jos buvo atnaujintos. Vietoj vėjo šios burės sunaudos saulės energiją. Saulės burės suteiks erdvėlaiviui nedidelę jėgą, tačiau kadangi erdvėje nėra trinties, šios burės palaipsniui įgaus greitį.
Pavyzdžiui, 400 metrų pločio saulės burė per metus gali nuvažiuoti daugiau nei du milijardus kilometrų. Tai yra greičiau, nei gali praeiti chemikalais varomas indas. Tai taip pat būtų pigiau.
Saulės burių projektai taip pat nėra neįprasti. Vienas iš NASA vadinamas „Sunjammer“, pavadintas po Arthuro Clarke'o trumpo pasakojimo. Burė „Sunjammer“gali būti pagaminta iš „Kapton“medžiagos ir gali būti penkių mikronų storio, sverti mažiau nei 20 kilogramų, o supakuota gali būti tokia didelė, kaip skalbimo mašina.
Kitas variantas, sukurtas Carlo Sagano garbei, turėtų greitai patekti į orbitą. Taip pat yra teorija, kad saulės burė galėtų nukelti erdvėlaivį į kitą saulės sistemą. Tokia burė bus didelio miesto dydžio, o aktyvusis jos centras bus galingas lazeris.
Magnetinė burė
Dauguma protonų ir elektronų, kuriuos skleidžia Saulė, yra nuo 400 iki 600 kilometrų per sekundę. Magnetinė burė galėtų panaudoti jų energiją ir atitraukti nuo jų. Laidžių medžiagų kilpa gali sukurti magnetinį lauką, statmeną saulės vėjui, ir tai pastūmys plaukiojamąjį prietaisą norima linkme.
Problema ta, kad magnetinė burė turi būti 100 kilometrų ilgio. Technologijų, kurios leis padaryti burę iš tokio dydžio superlaidžios medžiagos ir palaikyti reikiamą temperatūrą, dabar nėra. Magnetinės burės išlieka teorija, kol nebus sukurta technologija.
Širdys skylė
Iš pradžių iš mokslinės fantastikos, kirmgraužos įkvėpė žmones nuo pat teorijos atsiradimo pradžios 1921 m. Nors jų egzistavimas leidžiamas, tiesioginių įrodymų to dar nepavyko rasti. Kirmgraužos iš esmės yra tuneliai erdvėje, pro kuriuos objektas, teoriškai, gali praeiti. Tuo pačiu metu kirmgraužos yra nestabilios - jei kas nors nori pereiti vieną iš jų, jos sienos gali sugriūti.
Kad prietaisas galėtų saugiai praeiti per slieko angą, aparatas turi naudoti antigravitacinę jėgą. Fizikai mano, kad mes paprasčiausiai nesurinksime pakankamai energijos. Jei yra slieko anga, pro kurią žmonės gali praeiti, jos tikrai nėra gamtoje; tačiau ją galėtų sukurti pakankamai pažengusi civilizacija. Todėl, kol mes jo nesutiksime ar pastatysime, kirmgraužos liks mokslinės fantastikos pavyzdžiu.
Metmenų pavara
„Star Trek“išpopuliarinta metmenų pavaros idėja leidžia važiuoti tiesiogine prasme greičiau nei šviesos greičiu, nepažeidžiant fizikos įstatymų. Nepaisant to, mokslininkai tiki jos įgyvendinimo galimybe. Fizikas Miguelis Alcubierre'as pirmiausia pasiūlė idėją: sukurti erdvėlaivį regbio kamuolio pavidalu su plokščiu žiedu aplink jį. Tiesa, laivui plaukioti reikia Jupiterio dydžio antimaterijos rutulio.
Kad toks erdvėlaivis būtų įmanomas, NASA Haroldas White'as padarė projekto pakeitimus. Teoriškai jo modifikuotam laivui prireiktų daug mažiau antimaterijos, maždaug 500 kilogramų. Jis sugebės sulenkti erdvės metu ir pasiekti greitį 10 kartų greičiau nei šviesos greitis. Kelionė iki artimiausios žvaigždės užtruks keturis penkis mėnesius.
Deja, antimaterija yra labai nestabili. Vos trečdalis gramo antimedžiagos gali išlaisvinti tiek energijos, kiek buvo išleista sprogdinant Hirosimą. Antimateriją White'o projekte ištrauks 1,5 milijono Hirosimos, kurių pakaks sunaikinti Žemę.