To je vrsta znanstvene fantastike in nekaj, o čemer so mnogi občasno fantazirali: ideja o pošiljanju vesoljskih ladij s kolonisti in presajanju semen človeštva med zvezde. Med odkrivanjem novih svetov, postajanja medzvezdne vrste in morda celo iskanjem zunajzemeljskih civilizacij so sanje o širjenju zunaj Osončja tiste, ki ne morejo kmalu postati resničnost!
Znanstveniki že desetletja razmišljajo, kako bi človeštvo nekega dne lahko doseglo ta vzvišeni cilj. Obseg konceptov, ki so jih pripravili, predstavlja veliko prednosti in slabosti. Te prednosti in slabosti je bil izpostavljen v nedavni študiji Martina Braddocka, člana astronomskega društva Mansfield in Sutton, sodelavca Royal Society of Biology in sodelavca Royal Astronomical Society.
Študija z naslovom „Koncepti za potovanja v globoke vesolje: od varnih pogonov in mirovanja do svetovnih ladij in kriogenike“ se je nedavno pojavila v znanstveni reviji Aktualni trendi biomedicinskega inženirstva in bioznanosti (publikacija Juniper Journals). Kot je Braddock nakazal v svoji študiji, je vprašanje, kako bi ljudje lahko raziskovali sosednje zvezdne sisteme, v zadnjih letih postalo bolj pomembno zaradi odkritij eksoplanetov.
Kot smo preučili v prejšnjem članku, "Koliko časa bi trajalo, da bi potovali do najbližje zvezde?", Obstajajo številni predlagani in teoretični načini potovanja med našim Osončjem in drugimi zvezdami v galaksiji. Vendar pa poleg vpletene tehnologije in potrebnega časa obstajajo tudi biološke in psihološke posledice za človeške posadke, ki bi jih bilo treba predhodno upoštevati.
In zahvaljujoč temu, kako se je zanimanje javnosti za raziskovanje vesolja v zadnjih letih obnovilo, so vse bolj potrebne analize stroškov in koristi za vse možne metode. Kot je dr. Braddock povedal za Space Magazine po e-pošti:
„Medzvezdna potovanja so postala bolj pomembna zaradi usklajenih prizadevanj za iskanje načinov za ohranjanje zdravja ljudi pri„ kratkih “(2-3 let) vesoljskih potovanjih v vseh vesoljskih agencijah. Z misijami na Marsu, ki so na vidiku, je smrt Stephena Hawkinga izpostavila eno izmed njegovih številnih prepričanj, da bi morali kolonizirati globok vesolje in odločnost Elona Muska, da čim manj izgublja vesoljska potovanja, skupaj s prerojenimi vizijami "privihanih" dodatkov na ISS (Bigelow razširljiv modul) pričara nekatere domiselne pojme. "
Kot rečeno, dr. Braddock v svoji študiji meni, da je v načelu pet načelnih načinov za pripravo posadke misij na druge zvezdne sisteme. Sem spadajo supervelični (aka / FTL) režimi potovanj, mirovanje ali mirovanje, zanemarljiv inženirski staranje (aka. Anti-aging) inženiring, svetovne ladje, ki lahko podpirajo več generacij potnikov (aka. Generacije ladij), in ciogene tehnologije zamrzovanja.
Prednosti FTL potovanja so prednosti očitne, in čeprav na tej točki ostaja povsem teoretična, danes še vedno preučujemo koncepte. Pomemben koncept FTL - znan kot Alcubierre Warp Drive - trenutno raziskujejo številne organizacije, ki vključujejo fundacijo Tau Zero in napredni laboratorij fizike pogona: Eagleworks (APPL: E) v Nasinem vesoljskem centru Johnson.
Ta metoda vesoljskega potovanja, da se razgradi na kratko, vključuje raztezanje tkanine vesolja in časa v valu, ki bi (v teoriji) povzročilo, da se vesoljski prostor pred ladjo skrči, prostor za njo pa razširi. Ladja bi se nato skozi vesolje peljala po tej regiji, znani kot "warp mehurček". Ker se ladja ne premika znotraj mehurčka, ampak se vozi naprej, kot se giblje sama regija, običajni relativistični učinki, kot je časovna dilatacija, ne bi veljali.
Kot je poudaril dr. Brannock, je med takšnimi pogonskimi sistemi mogoče doseči tudi "navidezno" vožnjo FTL brez kršenja zakonov relativnosti. Poleg tega ladji, ki potuje z osnovo z mehurčki, ne bi bilo treba skrbeti, da bi trčila v vesoljske naplavine, in ne bi bilo zgornje meje največje dosežene hitrosti. Na žalost so slabosti tega načina potovanja enako očitne.
Sem spada dejstvo, da trenutno ni znanih metod za ustvarjanje osnove z mehurčkom v območju prostora, ki ga še ne vsebuje. Poleg tega bi bile za ustvarjanje tega učinka potrebne izredno visoke energije in ni znanega načina, kako ladja po izhodu iz mehurčka izstopi iz osnove. Skratka, FTL je zaenkrat povsem teoretični koncept in ni znakov, da bo v bližnji prihodnosti prešel iz teorije v prakso.
"Prva [strategija] je FTL potovanje, druge strategije pa sprejemajo, da je potovanje FTL zelo teoretično in da je ena od možnosti podaljšanje človeškega življenja ali sodelovanje v večgeneracijskih potovanjih," je dejal dr. Braddock. "Slednje bi lahko dosegli v prihodnosti, če bi bili pripravljeni oblikovati dovolj veliko plovilo in razvoj pogonske tehnologije za dosego 0,1 x c."
Z drugimi besedami, najverjetnejši pojmi za medzvezdna potovanja po vesolju verjetno ne bodo dosegli hitrosti svetlobe več kot deset odstotkov. – približno 29.979.245,8 m / s (~ 107.925.285 km / h; 67.061.663 mph). To je še vedno a zelo visoki red glede na to, da je bila do zdaj najhitrejša misija Helios 2 misija, ki je dosegla največjo hitrost več kot 66.000 m / s (240.000 km / h; 150.000 mph). Kljub temu to zagotavlja bolj realističen okvir za delovanje znotraj.
Kadar gre za polke za prezimovanje in zastoj, so prednosti (in slabosti) neposrednejše. Za začetek je tehnologija uresničljiva in obsežno preučuje krajše časovne lestvice za ljudi in živali. V zadnjem primeru so naravni cikli hibernacije najbolj prepričljiv dokaz, da lahko mirovanje traja mesece brez incidentov.
Slabosti pa segajo vse do neznank. Na primer, obstaja verjetnost nevarnosti atrofije tkiv, ki izhaja iz daljših časovnih obdobij v mikrogravitacijskem okolju. To bi lahko ublažili z umetno gravitacijo ali drugimi sredstvi (na primer z elektrostimulacijo mišic), vendar so potrebne še številne klinične raziskave, preden bi to lahko poskusili. To odpira celo etično problematiko, saj bi takšni testi predstavljali lastna tveganja.
Strategije za inženirsko zanemarljivo staranje (SENS) so še ena pot, ki ljudem ponuja možnost, da se zoperstavijo vplivom dolgotrajnih vesoljskih poletov, tako da obrnejo proces staranja. Poleg tega, da bi ta tehnika, ki se je vkrcala na ladjo, pripeljala do cilja, ima ta tehnika tudi potencial za izvajanje raziskav terapije z matičnimi celicami tukaj na Zemlji.
Vendar pa bi bilo treba v okviru dolgotrajnih vesoljskih poletov večkratni postopki (ali neprekinjeni postopki potovanja) za popolno pomlajevanje. Vnaprej bi bila potrebna tudi precejšnja količina raziskav, da bi lahko preizkusili postopek in obravnavali posamezne sestavine staranja, kar bi spet vodilo do številnih etičnih vprašanj.
Potem so tu svetovni ladiji (aka. Generacije ladij), kjer bi uporabljali samostojno in samooskrbno vesoljsko plovilo, ki je dovolj veliko za sprejem več generacij vesoljskih popotnikov. Te ladje bi se opirale na običajni pogon in bi zato morale stoletja (ali tisočletja) doseči drug zvezdni sistem. Neposredne prednosti tega koncepta so, da bi izpolnil dva glavna cilja raziskovanja vesolja, to je ohranjanje človeške kolonije v vesolju in omogočanje potovanja na potencialno bivalni eksoplanet.
Poleg tega bi se generacijska ladja opirala na pogonske pogone, ki so trenutno izvedljivi, več tisoč članov pa bi povečalo možnosti za uspešno kolonizacijo drugega planeta. Seveda bi bili stroški za izgradnjo in vzdrževanje tako velikih vesoljskih ladij previsoki. Obstajajo tudi moralni in etični izzivi pošiljanja človeških posadk v globok prostor za tako daljša časovna obdobja.
Na primer, ali obstaja kakšno zagotovilo, da se posadka ne bi zmešala in se med seboj ne ubila? In nazadnje, dejstvo je, da bi se medtem na Zemlji razvile novejše, naprednejše ladje. To pomeni, da bi hitrejša ladja, ki bi kasneje odšla na Zemljo, lahko prehitela generacijsko ladjo, preden bi dosegla drug zvezdni sistem. Zakaj bi porabili toliko na ladji, ko bo verjetno zastarela, še preden bo prispela do cilja?
Nazadnje je kriogenika, koncept, ki so ga v zadnjih nekaj desetletjih intenzivno raziskali kot možno sredstvo za podaljšanje življenja in vesoljska potovanja. Ta koncept je v mnogih pogledih razširitev tehnologije mirovanja, vendar ima koristi od številnih nedavnih napredkov. Neposredna prednost te metode je, da upošteva vse trenutne omejitve, ki jih nalagata tehnologija in relativistično vesolje.
V bistvu ni pomembno, ali je FTL (ali hitrost nad 0,10) c) so možne ali kako dolgo traja plovba, saj bo posadka med spanjem in odlično ohranjena. Poleg tega že poznamo tehnologijo, kar dokazujejo nedavni napredki, kjer so se tkiva organov in celo celi organizmi po kriogenski zamrznitvi segrevali in vitrificirali.
Vendar pa so tveganja tudi večja kot pri mirovanju. Na primer, dolgoročni učinki kriogenega zamrzovanja na fiziologijo in centralni živčni sistem živali višjega reda in ljudi še niso znani. To pomeni, da bodo pred njenim poskusom potrebna obsežna testiranja in preizkušanja na ljudeh, kar ponovno sproža številne etične izzive.
Na koncu je veliko neznank, povezanih z vsemi možnimi metodami medzvezdnega potovanja. Podobno je potrebno veliko več raziskav in razvoja, preden lahko varno rečemo, katera od njih je najbolj izvedljiva. Medtem pa dr. Braddock priznava, da je veliko večja verjetnost, da bodo medzvezdna potovanja vključila robotske raziskovalce, ki uporabljajo tehnologijo teleprisotnosti, da nam pokažejo druge svetove - čeprav ti nimajo iste privlačnosti.
"Skoraj zagotovo in to navaja zgodnji koncept von Neumannove replikacijske sonde (minus podvajanje!)," Je dejal. "Kocka ali podobno morda resnično dosegajo ta cilj, vendar najbrž ne bodo pritegnili javne domišljije skoraj toliko, kot človeška potovanja v vesolje. Verjamem, da je gospod Martin Rees predlagal koncept naprave pol človeškega tipa AI ... tudi na nek način. "
Trenutno obstaja samo ena predlagana misija za pošiljanje medzvezdnega vesoljskega plovila v bližnji zvezdni sistem. To bi bil Breakthrough Starshot, predlog, da bi v samo 20 let Alfa Centauri poslali lasersko krmarjenje z jadrom. Po pospeševanju hitrosti svetlobe do 4,4704,000 m / s (160,934,400 km / h; 100 milijonov mph) 20% hitrosti svetlobe, bi ta plovila vodila prelet Alfa Centavra in lahko tudi prenašala domače slike Proxime b.
Poleg tega so vse misije, ki vključujejo odpiranje v zunanji Osončje, sestavljene iz robotskih orbitov in sond, vse predlagane posadke pa so usmerjene v pošiljanje astronavtov nazaj na Luno in na Mars. Kljub temu pa človeštvo šele začne z raziskovanjem vesolja in zagotovo moramo končati raziskovanje lastnega Osončja, preden bomo lahko razmišljali o njegovem raziskovanju.
Na koncu bo potrebno veliko časa in potrpljenja, preden se bomo lahko lotili onkraj Kuiperjevega pasu in Oortovega oblaka, da bi videli, kaj je tam.
