Dabar tarpžvaigždinės kelionės ir kolonizacija atrodo labai mažai tikėtina. Pagrindiniai fizikos įstatymai tiesiog neleidžia to daryti, ir daugelis žmonių net negalvoja apie tai kaip neįmanomą.
Kiti ieško būdų, kaip sulaužyti fizikos dėsnius (ar bent jau surasti apeiti), kurie leistų mums keliauti į tolimas žvaigždes ir tyrinėti drąsius naujus pasaulius.
- „Salik.biz“
„Alcubierre“metmenų pavara
Viskas, kas vadinama „metmenų pavara“, reiškia „Star Trek“, o ne NASA. „Alcubierre“metmenų pavaros idėja yra ta, kad tai galėtų būti galimas sprendimas (arba bent jau jo paieškų pradžia) norint įveikti visatos apribojimus, kuriuos ji kelia kelionei greičiau nei šviesos greitis.
Šios idėjos pagrindai yra gana paprasti, ir NASA, norėdama ją paaiškinti, naudojasi bėgimo tako pavyzdžiu. Nors žmogus gali judėti tam tikru ribotu greičiu per kraną, bendras žmogaus ir bėgimo tako greitis reiškia, kad galas bus arčiau nei būtų buvę, jei važiuotumėte įprastu takeliu.
Kierat yra tik metmenų pavara, judanti erdvės metu, tarsi išsiplėtimo burbule. Priešais metmenų pavarą, erdvės laikas yra suspaustas. Jis plečiasi už jo. Teoriškai tai leidžia varikliui keleivius judinti greičiau nei šviesos greitį.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Manoma, kad vienas iš pagrindinių principų, susijusių su erdvėlaikio išplėtimu, leido visatai greitai išsiplėsti iškart po Didžiojo sprogimo. Teoriškai idėja turėtų būti įgyvendinama.
Sudėtingesnis bus pats metmenų pavaros sukūrimas, dėl kurio aplink plaukiojančią priemonę reikės didžiulės neigiamos energijos maišo. Neaišku, ar tai įmanoma iš principo. Niekas nežino. Be to, manipuliavimas erdvės laiku sukelia dar sudėtingesnių klausimų apie kelionės laiką, prietaiso maitinimą neigiama energija ir kaip jį įjungti bei išjungti.
Pagrindinė idėja kilo fizikui Miguelui Alcubierre'ui, kuris taip pat paaiškino metmenų pavaros galimybes kaip judėjimą išilgai erdvės laiko bangų, užuot einantis ilgiausiu keliu. Techniškai idėja nepažeidžia važiavimo dėsnių nei šviesos greitis ir netgi jos matematinis pagrindimas pasisako už galimą jos įgyvendinimą.
Tarpžvaigždinis internetas
Baisu, kai Žemėje nėra interneto ir negalite įkelti „Google“žemėlapių į savo išmanųjį telefoną. Tarpžvaigždinių kelionių metu be jo bus dar blogiau. Žengimas į kosmosą yra tik pirmas žingsnis, mokslininkai jau pradeda galvoti, ką daryti, kai mūsų pilotuojamiems ir nepilotuojamiems zondams reikia siųsti pranešimus atgal į Žemę.
2008 m. NASA atliko pirmuosius sėkmingus tarpžvaigždinės interneto versijos bandymus. Šis projektas buvo pradėtas 1998 m. Kaip NASA reaktyvinio varymo laboratorijos (JPL) ir „Google“partnerystės dalis. Po dešimties metų partneriai įsigijo „Disruption-Tolerant Networking“(DTN) sistemą, leidžiančią vaizdus siųsti į kosminį laivą, esantį 30 milijonų kilometrų atstumu.
Ši technologija turi sugebėti įveikti ilgą perdavimo vėlavimą ir pertraukimą, todėl ji gali tęsti perdavimą, net jei signalas pertraukiamas 20 minučių. Jis gali pereiti per, tarp ar per viską, pradedant saulės pliūpsniais ir saulės audromis, ir baigiant nerimastingomis planetomis, kurios gali trukdyti perduoti duomenis neprarandant informacijos.
Anot Vinto Cerfo, vieno iš mūsų antžeminio interneto įkūrėjų ir tarpžvaigždinio pradininko, DTN sistema įveikia visas problemas, kurios užklumpa tradicinį TCIP / IP protokolą, kai reikia dirbti dideliais atstumais, kosminiu mastu. Naudojant TCIP / IP, „Google“paieška „Mars“užtruks tiek ilgai, kad rezultatai pasikeis apdorojant užklausą, o išvestis bus iš dalies prarasta. Su DTN inžinieriai pridėjo kažką visiškai naujo - galimybę priskirti skirtingus domenų pavadinimus skirtingoms planetoms ir pasirinkti, kurioje planetoje norite ieškoti internete.
Ką apie keliones į tokias planetas, kurių dar nesame susipažinę? Mokslinis amerikietis siūlo, kad yra būdas, nors ir labai brangus bei daug laiko reikalaujantis būdas gauti internetą į „Alpha Centauri“. Pradėjus savarankiškai atkartojančius von Neumanno zondus, galima sukurti ilgą relinių stočių seriją, galinčią siųsti informaciją tarpžvaigždine grandine.
Mūsų sistemoje gimęs signalas praeis pro zondus ir pasieks Alfa Kentaurą, ir atvirkščiai. Tiesa, prireiks daugybės zondų, kurių statyba ir paleidimas užtruks milijardus.
Ir apskritai, atsižvelgiant į tai, kad tolimiausias zondas turės įveikti savo kelią per tūkstančius metų, galima manyti, kad per tą laiką pasikeis ne tik technologijos, bet ir visos renginio išlaidos. Neskubėkime.
Embrioninė erdvės kolonizacija
Viena didžiausių tarpžvaigždinių kelionių ir apskritai kolonizacijos problemų yra laikas, per kurį reikia nuvykti bet kur, net jei kažkokie metmenys išjudina jūsų rankovę.
Pati užduotis pristatyti naujakurių grupę į savo kelionės tikslą sukuria daug problemų, todėl gimsta siūlymai siųsti ne kolonistų grupę su visiškai įgulos narių įgula, o laivą, užpildytą embrionais - žmonijos ateities sėklomis.
Kai laivas pasiekia norimą atstumą iki jo paskirties vietos, užšaldyti embrionai pradeda augti. Tada jie palieka vaikus, kurie užauga laive, o galiausiai pasiekę kelionės tikslą, jie turi visus sugebėjimus įsivaizduoti naują civilizaciją.
Akivaizdu, kad visa tai, savo ruožtu, kelia didžiulį krūvą klausimų, pavyzdžiui, kas ir kaip vykdys embrionų auginimą. Robotai galėtų kelti žmones, bet kokius žmones robotai iškels? Ar robotai sugebės suprasti, ko reikia vaikui augti ir klestėti? Ar jie sugebės suprasti bausmes ir atlygį, žmogaus emocijas?
Šiaip ar taip, belieka išsiaiškinti, kaip šimtus metų nepažeisti užšaldytų embrionų ir kaip juos auginti dirbtinėje aplinkoje.
Vienas iš siūlomų sprendimų, galinčių išspręsti robotų auklės problemas, galėtų būti laivo su embrionais ir laivo su pakabinama animacija derinys, kuriame miega suaugusieji, pasirengę atsibusti, kai turi auginti vaikus.
Teoriškai keletas metų auginant vaikus kartu su grįžimu į žiemos miegą gali sudaryti stabilią populiaciją. Kruopščiai pagaminta embrionų partija gali užtikrinti genetinę įvairovę, kuri leis išlaikyti populiaciją daugiau ar mažiau stabilią įkūrus koloniją.
Į laivą su embrionais taip pat gali būti įtraukta papildoma siunta, kuri ateityje dar labiau paįvairins genetinį fondą.
Von Neumanno zondai
Viskas, ką mes statome ir siunčiame į kosmosą, neišvengiamai susiduria su savo problemomis, ir atrodo visiškai neįmanoma užduotis padaryti tai, kas nuvažiuoja milijonus kilometrų ir neišdega, subyrėja ar neišnyksta. Tačiau sprendimas šiai problemai galėjo būti rastas prieš dešimtmečius.
Ketvirtajame dešimtmetyje fizikas Johnas von Neumannas pasiūlė mechaninę technologiją, kuri bus atkuriama, ir, nors jo idėja neturėjo nieko bendra su tarpžvaigždinėmis kelionėmis, viskas neišvengiamai atėjo į tai.
Dėl to von Neumanno zondai teoriškai galėjo būti naudojami tiriant plačias tarpžvaigždines teritorijas. Kai kurių tyrinėtojų teigimu, idėja, kad visa tai pirmiausia atėjo mums į galvą, yra ne tik pompastiška, bet ir mažai tikėtina.
Edinburgo universiteto mokslininkai paskelbė straipsnį žurnale „International Journal of Astrobiology“, kuriame tyrė ne tik galimybę sukurti tokią technologiją savo reikmėms, bet ir tikimybę, kad kažkas jau tai padarė. Remdamiesi ankstesniais skaičiavimais, kurie parodė, kokiu atstumu aparatas gali nueiti naudodamasis skirtingais judėjimo būdais, mokslininkai ištyrė, kaip ši lygtis pasikeistų, jei ji būtų taikoma savarankiškai dauginančioms transporto priemonėms ir zondams.
Mokslininkų skaičiavimai buvo sukurti aplink save atkartojančius zondus, kurie galėtų panaudoti šiukšles ir kitas kosmoso medžiagas jaunesniems zondams sukurti. Tėvų ir vaikų zondai daugėtų taip greitai, kad jie apimtų visą galaktiką vos per 10 milijonų metų - su sąlyga, kad jie juda 10% šviesos greičio.
Tačiau tai reikštų, kad tam tikru momentu mus turėjo aplankyti keli tokie zondai. Kadangi jų nematėme, galime rasti patogų paaiškinimą: arba mes nepakankamai technologiškai pažengę žinoti, kur ieškoti, arba esame tikrai vieni galaktikoje.
Slingshot su juoda skyle
Mūsų Saulės sistemoje daugiau nei vieną ar du kartus buvo panaudota mintis panaudoti planetos ar mėnulio sunkio jėgas, kad būtų galima fotografuoti kaip šliaužtinukus. Visų pirma, „Voyager 2“, kuris gavo papildomą postūmį pirmiausia iš Saturno, o po to iš Urano, pakeliui iš sistemos. …
Idėja apima laivo manevravimą, kuris leis jam padidinti (arba sumažinti) greitį, kai jis juda per planetos gravitacinį lauką. Mokslinės fantastikos rašytojams ši idėja ypač patinka.
Rašytojas Kip Thorne iškėlė idėją: toks manevras galėtų padėti įrenginiui išspręsti vieną didžiausių tarpžvaigždinių kelionių problemų - degalų sąnaudas. Ir pasiūlė rizikingesnį manevrą: greitėjimą dvejetainėmis juodosiomis skylėmis. Degalų deginimas užtruks minutę, kad kritinė orbita praeitų iš vienos juodosios skylės į kitą.
Padaręs keletą apsisukimų aplink juodąsias skyles, prietaisas padidins greitį arti šviesos. Viskas, kas liko, yra gerai nusitaikyti ir suaktyvinti raketos trauką, kad būtų nubrėžta žvaigždžių trasa.
Vargu ar? Taip. Nuostabi? Neabejotinai. Thorne'as pabrėžia, kad dėl tokios idėjos kyla daug problemų, pavyzdžiui, tikslūs trajektorijų ir laiko apskaičiavimai, kurie neleis nusiųsti aparato tiesiai į artimiausią planetą, žvaigždę ar kitą kūną. Taip pat kyla klausimų dėl grįžimo namo, tačiau jei nusprendėte atlikti tokį manevrą, tikrai neplanuojate grįžti.
Tokios idėjos precedentas jau buvo suformuotas. 2000 m. Astronomai atrado 13 supernovų, skrendančių per galaktiką neįtikėtinu 9 milijonų kilometrų per valandą greičiu. Ilinojaus universiteto (Urbana-Champagne) mokslininkai nustatė, kad šias kryptingas žvaigždes iš galaktikos išstūmė juodų skylių pora, kuri galų gale buvo užrakinta poroje sunaikinant ir sujungiant dvi atskiras galaktikas.
Pažymėta paleidimo priemonė
Paleidus net savaime besikartojančius zondus, kyla degalų sąnaudų problema.
Tai netrukdo žmonėms ieškoti naujų idėjų, kaip paleisti zondus tarpžvaigždiniais atstumais. Šiam procesui prireiktų megatonų energijos, jei mes naudojame technologijas, kurias turime šiandien.
Forresto atominės inžinerijos instituto vyskupas teigė, kad sukūrė tarpžvaigždinių zondų paleidimo metodą, kuriam sunaudoti reikės maždaug energijos, lygios automobilio akumuliatoriaus energijai.
Teorinis starsers paleidimo įrenginys bus maždaug 1000 kilometrų ilgio ir jį daugiausia sudarys viela ir viela. Nepaisant ilgio, visa tai galėjo tilpti į vieną krovininį laivą ir būti įkraunama 10 voltų baterija.
Dalį plano sudaro paleidžiamieji zondai, kurie yra šiek tiek didesni už masę mikrogramų ir kuriuose yra tik pagrindinė informacija, reikalinga tolesniam zondo statymui kosmose. Paleidimų serijoje galima paleisti milijardus tokių zondų.
Pagrindinis plano punktas yra tas, kad savarankiškai atkartojantys zondai po paleidimo galės susitarti tarpusavyje. Pačiame paleidimo priemonėje bus įmontuotos superlaidžios magnetinės levitacijos ritės, kurios sukuria atvirkštinę jėgą, užtikrinančią trauką.
Vyskupas sako, kad reikia atlikti kai kurias plano detales, pavyzdžiui, kovoti su tarpžvaigždine radiacija ir šiukšlėmis zondais, tačiau apskritai statyba gali prasidėti.
Specialūs augalai, skirti gyventi kosmose
Kai kur nors nuvykstame, mums reikia būdų, kaip užsiauginti maistą ir atstatyti deguonį. Fizikas Freemanas Dysonas pateikė įdomių idėjų, kaip tai būtų galima padaryti.
1972 m. Dysonas skaitė savo garsiąją paskaitą Birkbeck koledže, Londone. Tuo pat metu jis pasiūlė, kad atliekant tam tikras genetines manipuliacijas, būtų galima sukurti medžius, kurie galėtų ne tik augti, bet ir klestėti ant nesveiko paviršiaus, pavyzdžiui, kometų.
Perprogramuokite medį taip, kad jis atspindėtų ultravioletinę šviesą ir efektyviau tausotų vandenį. Medis ne tik įsišaknys ir užaugs, bet ir užaugs iki tokio dydžio, kokio neįmanoma įsivaizduoti pagal žemės standartus. Interviu Dysonas pasiūlė, kad ateityje gali atsirasti juodi medžiai tiek kosmose, tiek Žemėje.
Silicio medžiai būtų efektyvesni, o efektyvumas yra raktas į ilgalaikį išgyvenimą. Dysonas pabrėžia, kad šis procesas nebus minutinis - galbūt per du šimtus metų mes pagaliau sugalvosime, kaip priversti medžius augti erdvėje.
„Dyson“idėja nėra tokia apgaulinga. NASA pažangiųjų koncepcijų institutas yra visas skyrius, skirtas spręsti ateities problemas, įskaitant užduotį auginti stabilius augalus Marso paviršiuje. Net šiltnamio augalai Marse augs ekstremaliomis sąlygomis, o mokslininkai ieško galimybių suderinti augalus su ekstremofilais, mažyčiais mikroskopiniais organizmais, išgyvenančiais kai kuriomis žiauriausiomis sąlygomis Žemėje.
Nuo alpių pomidorų, pasižyminčių atsparumu ultravioletiniams spinduliams, iki bakterijų, kurios išgyvena šalčiausiuose, šilčiausiuose ir giliausiuose pasaulio kampeliuose, vieną dieną galime sukomponuoti Marso sodą. Lieka tik išsiaiškinti, kaip visas šias plytas sudėti.
Vietinis išteklių panaudojimas
Gyvenimas žemėje gali būti nauja tendencija Žemėje, tačiau, kai tai susiję su mėnesinėmis misijomis kosmose, ji tampa būtina. Šiuo metu NASA, be kita ko, tiria vietos išteklių naudojimą (ISRU).
Erdvėlaivyje nėra daug vietos, o pastatų sistemos naudoti medžiagas, rastas kosmose ir kitose planetose, bus reikalingos bet kokiai ilgalaikei kolonizacijai ar kelionėms, ypač kai kelionės tikslas tampa vieta, kur bus labai sunku gauti atsargų, degalų, maisto. tt
Pirmieji bandymai parodyti vietinių išteklių naudojimo galimybes buvo daromi Havajų ugnikalnių šlaituose ir polinių misijų metu. Į užduočių sąrašą įtrauktos tokios dalys kaip kuro komponentų ištraukimas iš pelenų ir kitos natūraliai prieinamos vietovės.
2014 m. Rugpjūčio mėn. NASA paskelbė galingą pranešimą, kuriame pasirodė nauji žaislai, kurie keliaus į Marsą su kitu roveriu, kuris pasirodys 2020 m. Tarp naujojo roverio arsenalo įrankių yra MOXIE, vietinio išteklių naudojimo Marso deguonies pavidalu eksperimentas.
MOXIE pasirinks Marso nekvėpuojamą atmosferą (96% anglies dioksido) ir suskaidys ją į deguonį ir anglies monoksidą. Įrenginys galės pagaminti 22 gramus deguonies kiekvieną darbo valandą.
NASA taip pat tikisi, kad MOXIE sugebės pademonstruoti ką kita - nuoseklų atlikimą nepakenkiant produktyvumui ar efektyvumui. MOXIE gali būti ne tik svarbus žingsnis ilgalaikių nežemiškų misijų link, bet ir paruošti kelią daugeliui potencialių kenksmingų dujų konverterių į naudingas.
2 ieškinys
Reprodukcija kosmose gali tapti problemiška įvairiais lygmenimis, ypač mikrogravitacijos aplinkoje. 2009 m. Japonų atlikti eksperimentai su pelių embrionais parodė, kad net ir tuo atveju, kai apvaisinimas vyksta esant nuliniam gravitacijai, embrionai, kurie vystosi ne pagal įprastą Žemės sunkumą (ar jo ekvivalentą), normaliai vystosi.
Problemų kyla, kai ląstelės turi dalytis ir atlikti specialius veiksmus. Tai nereiškia, kad apvaisinimas nevyksta: pelių embrionai, sumanyti kosmose ir implantuoti antžeminėms pelių patelėms, sėkmingai užaugo ir gimė be problemų.
Tai taip pat kelia kitą klausimą: kaip tiksliai vaiko gamyba veikia mikrogravitaciją? Fizikos dėsniai, ypač tai, kad kiekvienas veiksmas turi lygias ir priešingas reakcijas, padaro jo mechaniką šiek tiek juokingą. Rašytoja, aktorė ir išradėja Vanna Bonta nusprendė į šią problemą žiūrėti rimtai.
Ir ji sukūrė 2 kostiumą: kostiumą, kuriame du žmonės gali pasislėpti ir pradėti gaminti vaikus. Jie net patikrino jį. 2008 m. „2suit“buvo išbandytas vadinamojoje „Vomit Comet“(lėktuve, kuris daro staigius posūkius ir sukuria mažiausias nulinės gravitacijos sąlygas).
Nors Bonta siūlo, kad medaus mėnuo kosmose galėtų būti realus jos išradimu, kostiumas taip pat yra praktiškesnis, pavyzdžiui, kūno šilumos palaikymas kritiniu atveju.
„Longshot“projektas
Dešimtojo dešimtmečio pabaigoje „Longshot“projektą sukūrė JAV jūrų akademijos ir NASA komanda. Galutinis plano tikslas buvo ką nors paleisti XXI amžiaus sandūroje, būtent nepilotuojamą zondą, kuris keliaus į Alfa Kentaurą.
Norint pasiekti savo tikslą, prireiktų 100 metų. Bet prieš pradedant veikti, jai reikės keleto pagrindinių komponentų, kuriuos taip pat reikės tobulinti.
Be ryšių lazerių, patvarių branduolio dalijimosi reaktorių ir inercinio branduolio sintezės raketų variklio, buvo ir kitų elementų.
Zondas turėjo įgyti savarankišką mąstymą ir funkciją, nes beveik neįmanoma pakankamai greitai susisiekti tarpžvaigždiniais atstumais, kad informacija išliktų aktuali pasiekus gavimo tašką. Jis taip pat turėjo būti neįtikėtinai patvarus, nes zondas pasieks savo tikslą per 100 metų.
„Longshot“ketino išsiųsti į „Alpha Centauri“su skirtingomis užduotimis. Iš esmės jis turėjo rinkti astronominius duomenis, kurie leistų tiksliai apskaičiuoti atstumus iki milijardų, jei ne trilijonų, kitų žvaigždžių. Bet jei pasibaigs branduolinis reaktorius, maitinantis aparatą, misija taip pat sustos. „Longshot“buvo ambicingas planas, kuris niekada nebuvo įgyvendintas.
Bet tai nereiškia, kad idėja mirė pumpure. 2013 m. „Longshot II“projektas tiesiogine prasme tapo studentų projekto „Icarus Interstellar“pavidalu. Nuo to laiko, kai buvo pristatyta originali „Longshot“programa, praėjo dešimtmečiai, jie gali būti pritaikomi naujoje versijoje, o visa programa buvo suremontuota. Degalų sąnaudos buvo peržiūrėtos, misija buvo sumažinta per pusę, o visas „Longshot“dizainas buvo peržiūrėtas nuo galvos iki kojų.
Galutinis projektas bus įdomus rodiklis, kaip keičiasi neišsprendžiama problema, pridedant naujų technologijų ir informacijos. Fizikos įstatymai išlieka tie patys, tačiau po 25 metų Longshot turi galimybę rasti antrą vėją ir parodyti mums, kokia turėtų būti būsima tarpžvaigždinė kelionė.