Moderné technológie a objavy posúvajú prieskum vesmíru na úplne inú úroveň, no medzihviezdne cestovanie je stále len snom. Je to však také nereálne a nedosiahnuteľné? Čo môžeme urobiť teraz a čo môžeme očakávať v blízkej budúcnosti?
Štúdiom údajov z Keplerovho teleskopu astronómovia objavili 54 potenciálne obývateľných exoplanét. Tieto vzdialené svety sú v obývateľnej zóne, tzn. v určitej vzdialenosti od centrálnej hviezdy, čo umožňuje udržiavať tekutú vodu na povrchu planéty.
Odpoveď na hlavnú otázku, či sme vo vesmíre sami, je však ťažké získať - kvôli obrovskej vzdialenosti oddeľujúcej slnečnú sústavu a našich najbližších susedov. Napríklad „sľubná“ planéta Gliese 581g je vzdialená 20 svetelných rokov – na kozmické pomery dosť blízko, no pre pozemské prístroje stále príliš ďaleko.
Množstvo exoplanét v okruhu 100 alebo menej svetelných rokov od Zeme a obrovský vedecký a dokonca civilizačný záujem, ktorý pre ľudstvo predstavujú, nás nútia pozrieť sa nanovo na doteraz fantastickú myšlienku medzihviezdnych letov.
Lietanie k iným hviezdam je, samozrejme, technologická záležitosť. Okrem toho existuje niekoľko možností na dosiahnutie takého vzdialeného cieľa a výber v prospech jednej alebo druhej metódy ešte nebol urobený.
Ľudstvo už vyslalo do vesmíru medzihviezdne vozidlá: sondy Pioneer a Voyager. V súčasnosti opustili slnečnú sústavu, no ich rýchlosť neumožňuje hovoriť o nejakom rýchlom dosiahnutí cieľa. Voyager 1, ktorý sa pohybuje rýchlosťou asi 17 km / s, dokonca aj k najbližšej hviezde Proxima Centauri (4,2 svetelných rokov) poletí neuveriteľne dlho - 17 tisíc rokov.
Je zrejmé, že s modernými raketovými motormi sa nikam ďalej ako do slnečnej sústavy nedostaneme: na prepravu 1 kg nákladu aj do neďalekej Proximy Centauri sú potrebné desiatky tisíc ton paliva. Súčasne s nárastom hmotnosti lode sa zvyšuje množstvo potrebného paliva a na jeho prepravu je potrebné ďalšie palivo. Začarovaný kruh, ktorý ukončuje chemické palivové nádrže – stavba vesmírnej lode vážiacej miliardy ton sa zdá byť absolútne neuveriteľným počinom. Jednoduché výpočty pomocou Ciolkovského vzorca ukazujú, že na zrýchlenie kozmickej lode poháňanej chemickým palivom na približne 10 % rýchlosti svetla by bolo potrebné viac paliva, ako je dostupné v známom vesmíre.
Fúzna reakcia produkuje energiu na jednotku hmotnosti v priemere miliónkrát viac ako chemické spaľovacie procesy. Aj preto v 70. rokoch NASA upozornila na možnosť využitia termonukleárnych raketových motorov. Projekt bezpilotnej kozmickej lode Daedalus zahŕňal vytvorenie motora, v ktorom by sa malé pelety termonukleárneho paliva privádzali do spaľovacej komory a zapaľovali by sa elektrónovými lúčmi. Produkty termonukleárnej reakcie vyletujú z dýzy motora a dávajú lodi zrýchlenie.
Vesmírna loď Daedalus v porovnaní s Empire State Building
Daedalus mal zobrať na palubu 50-tisíc ton palivových peliet s priemerom 4 a 2 mm. Granule pozostávajú z jadra s deutériom a tríciom a obalu z hélia-3. Ten tvorí iba 10-15% hmotnosti palivovej pelety, ale v skutočnosti je palivom. Hélium-3 je na Mesiaci hojné a deutérium je široko používané v jadrovom priemysle. Deutériové jadro slúži ako rozbuška na zapálenie fúznej reakcie a vyvoláva silnú reakciu s uvoľnením reaktívneho plazmového prúdu, ktorý je riadený silným magnetickým poľom. Hlavná molybdénová spaľovacia komora motora Daedalus mala mať hmotnosť viac ako 218 ton, komora druhého stupňa - 25 ton. Magnetické supravodivé cievky sa hodia aj k obrovskému reaktoru: prvý váži 124,7 ton a druhý - 43,6 ton Pre porovnanie: suchá hmotnosť raketoplánu je menšia ako 100 ton.
Let Daedalus bol plánovaný ako dvojstupňový: motor prvého stupňa mal pracovať viac ako 2 roky a spáliť 16 miliónov palivových peliet. Po oddelení prvého stupňa pracoval motor druhého stupňa takmer dva roky. Za 3,81 roka nepretržitého zrýchľovania by teda Daedalus dosiahol maximálnu rýchlosť 12,2 % rýchlosti svetla. Vzdialenosť k Barnardovej hviezde (5,96 svetelných rokov), ktorú takáto loď prekoná za 50 rokov a bude schopná preletom cez vzdialený hviezdny systém prenášať výsledky svojich pozorovaní rádiom na Zem. Celá misia teda potrvá približne 56 rokov.
Napriek veľkým ťažkostiam pri zabezpečovaní spoľahlivosti mnohých systémov Daedalus a jeho obrovským nákladom sa tento projekt realizuje na modernej úrovni technológie. Okrem toho v roku 2009 tím nadšencov oživil prácu na projekte termonukleárnej lode. V súčasnosti projekt Icarus zahŕňa 20 vedeckých tém o teoretickom vývoji systémov a materiálov pre medzihviezdnu kozmickú loď.
Už dnes sú teda možné bezpilotné medzihviezdne lety do vzdialenosti 10 svetelných rokov, čo zaberie približne 100 rokov letu plus čas, kým rádiový signál doputuje späť na Zem. Do tohto polomeru zapadajú hviezdne sústavy Alpha Centauri, Barnard's Star, Sirius, Epsilon Eridani, UV Ceti, Ross 154 a 248, CN Leo, WISE 1541-2250. Ako môžete vidieť, v blízkosti Zeme je dostatok objektov na štúdium pomocou bezpilotných misií. Čo ak však roboti nájdu niečo naozaj nezvyčajné a jedinečné, ako napríklad komplexnú biosféru? Podarí sa expedícii zahŕňajúcej ľudí vydať sa na vzdialené planéty?
Životný let
Ak dnes môžeme začať stavať loď bez posádky, tak s tou s posádkou je situácia zložitejšia. V prvom rade je akútna otázka času letu. Zoberme si tú istú Barnardovu hviezdu. Astronauti budú musieť byť pripravení na pilotovaný let zo školy, pretože aj keď sa štart zo Zeme uskutoční v deň ich 20. narodenín, loď dosiahne letový cieľ do 70. alebo dokonca 100. výročia (vzhľadom na potrebu brzdenia, čo je nie sú potrebné pri bezpilotnom lete). Výber posádky v mladom veku je plný psychologickej nekompatibility a medziľudských konfliktov a vek 100 rokov nedáva nádej na plodnú prácu na povrchu planéty a na návrat domov.
Má však zmysel vrátiť sa? Početné štúdie NASA vedú k neuspokojivému záveru: dlhodobý pobyt v nulovej gravitácii nenávratne zničí zdravie astronautov. Z práce profesora biológie Roberta Fittsa s astronautmi ISS teda vyplýva, že aj napriek intenzívnej fyzickej námahe na palube kozmickej lode po trojročnej misii na Mars ochabnú veľké svaly, ako napríklad lýtka, o 50 %. Podobne klesá aj minerálna hustota kostí. V dôsledku toho sa výrazne znižuje schopnosť pracovať a prežiť v extrémnych situáciách a obdobie adaptácie na normálnu gravitáciu bude najmenej rok. Lietanie v nulovej gravitácii po celé desaťročia spochybní samotný život astronautov. Snáď sa ľudské telo dokáže zotaviť napríklad v procese brzdenia s postupne narastajúcou gravitáciou. Riziko úmrtia je však stále príliš vysoké a vyžaduje si radikálne riešenie.
Stanford Tor je kolosálna stavba s celými mestami vo vnútri rotujúceho okraja.
Bohužiaľ nie je také ľahké vyriešiť problém beztiaže na medzihviezdnej kozmickej lodi. Možnosť, ktorú máme k dispozícii na vytvorenie umelej gravitácie otáčaním obývateľného modulu, má množstvo ťažkostí. Na vytvorenie zemskej príťažlivosti sa bude musieť aj koleso s priemerom 200 m otáčať rýchlosťou 3 otáčky za minútu. Pri takejto rýchlej rotácii bude Cariolisova sila vytvárať záťaže, ktoré sú pre ľudský vestibulárny aparát úplne neznesiteľné, spôsobujúce nevoľnosť a akútne záchvaty morskej choroby. Jediným riešením tohto problému je Stanford Tor, ktorý vyvinuli vedci na Stanfordskej univerzite v roku 1975. Ide o obrovský prstenec s priemerom 1,8 km, v ktorom by mohlo žiť 10 000 kozmonautov. Svojou veľkosťou poskytuje gravitáciu 0,9-1,0 g a celkom pohodlné bývanie pre ľudí. Avšak aj pri rýchlosti otáčania nižšej ako jedna otáčka za minútu budú ľudia stále pociťovať mierne, ale znateľné nepohodlie. Navyše, ak je postavený taký obrovský obytný priestor, aj malé posuny v rozložení hmotnosti torusu ovplyvnia rýchlosť otáčania a spôsobia vibrácie celej konštrukcie.
Problém žiarenia zostáva zložitý. Dokonca aj blízko Zeme (na palube ISS) nestrávia astronauti viac ako šesť mesiacov z dôvodu nebezpečenstva vystavenia žiareniu. Medziplanetárna loď bude musieť byť vybavená ťažkou ochranou, no otázka vplyvu žiarenia na ľudský organizmus zostáva. Najmä na riziko onkologických ochorení, ktorých vývoj v stave beztiaže sa prakticky neskúma. Vedec Krasimir Ivanov z nemeckého leteckého a kozmického centra v Kolíne nad Rýnom začiatkom tohto roka zverejnil výsledky zaujímavej štúdie o správaní sa buniek melanómu (najnebezpečnejšia forma rakoviny kože) v nulovej gravitácii. V porovnaní s rakovinovými bunkami pestovanými pri normálnej gravitácii majú bunky, ktoré strávili 6 a 24 hodín v beztiažovom stave, menšiu pravdepodobnosť metastázovania. Zdá sa, že je to dobrá správa, ale len na prvý pohľad. Faktom je, že takáto „vesmírna“ rakovina môže ležať ladom desiatky rokov a neočakávane sa šíriť vo veľkom meradle, ak je narušený imunitný systém. Štúdia navyše jasne ukazuje, že o reakcii ľudského tela na dlhý pobyt vo vesmíre vieme stále málo. Dnes tam astronauti, zdraví silní ľudia, trávia príliš málo času na to, aby preniesli svoje skúsenosti na dlhý medzihviezdny let.
Loď pre 10 tisíc ľudí je v každom prípade pochybný podnik. Na vytvorenie spoľahlivého ekosystému pre taký veľký počet ľudí potrebujete obrovské množstvo rastlín, 60 tisíc kurčiat, 30 tisíc králikov a stádo dobytka. Len to môže poskytnúť diétu na úrovni 2400 kalórií za deň. Všetky experimenty na vytvorenie takýchto uzavretých ekosystémov však vždy končia neúspechom. Počas najväčšieho experimentu "Biosphere-2" od Space Biosphere Ventures bola vybudovaná sieť hermetických budov s celkovou rozlohou 1,5 hektára s 3 000 druhmi rastlín a živočíchov. Celý ekosystém sa mal stať samoobslužnou malou „planétkou“, v ktorej žilo 8 ľudí. Experiment trval 2 roky, no po niekoľkých týždňoch sa začali vážne problémy: mikroorganizmy a hmyz sa začali nekontrolovateľne množiť, spotrebovávali kyslík a rastliny v príliš veľkom množstve, ukázalo sa aj to, že bez vetra sú rastliny príliš krehké. V dôsledku lokálnej environmentálnej katastrofy ľudia začali chudnúť, množstvo kyslíka sa znížilo z 21 % na 15 % a vedci museli porušiť podmienky experimentu a dodať ôsmim „kozmonautom“ kyslík a jedlo.
Vytváranie zložitých ekosystémov sa teda zdá byť chybným a nebezpečným spôsobom, ako poskytnúť posádke medzihviezdnej kozmickej lode kyslík a výživu. Riešenie tohto problému si bude vyžadovať špeciálne upravené organizmy so zmenenými génmi, ktoré sa môžu živiť svetlom, odpadom a jednoduchými látkami. Napríklad veľké moderné závody na produkciu potravinových rias chlorella dokážu vyprodukovať až 40 ton suspenzie denne. Jeden úplne autonómny bioreaktor s hmotnosťou niekoľkých ton dokáže vyrobiť až 300 litrov suspenzie chlorelly denne, čo stačí na nakŕmenie posádky niekoľkých desiatok ľudí. Geneticky modifikovaná chlorella dokázala nielen pokryť nutričné potreby posádky, ale aj recyklovať odpad vrátane oxidu uhličitého. Dnes sa proces genetického inžinierstva mikrorias stal samozrejmosťou a existuje množstvo návrhov vyvinutých na čistenie odpadových vôd, výrobu biopalív a ďalšie.
Zamrznutý sen
Takmer všetky vyššie uvedené problémy medzihviezdneho letu s ľudskou posádkou by mohla vyriešiť jedna veľmi sľubná technológia – pozastavená animácia, alebo ako sa tomu hovorí aj kryostáza. Anabióza je spomalenie ľudských životných procesov aspoň niekoľkokrát. Ak je možné človeka ponoriť do takej umelej letargie, ktorá 10x spomalí metabolizmus, tak pri 100-ročnom lete zostarne v spánku len o 10 rokov. To uľahčuje riešenie problémov výživy, prísunu kyslíka, duševných porúch, deštrukcie tela v dôsledku stavu beztiaže. Okrem toho je jednoduchšie chrániť priestor so zavesenými animačnými komorami pred mikrometeoritmi a žiarením ako veľkú obývateľnú zónu.
Bohužiaľ, spomalenie procesov ľudského života je mimoriadne náročná úloha. Ale v prírode existujú organizmy, ktoré sa môžu uspať a zvýšiť dĺžku života stokrát. Napríklad malá jašterica zvaná salamandra sibírska je schopná v ťažkých časoch prespať a zostať nažive desiatky rokov, aj keď zamrzne do bloku ľadu s teplotou mínus 35 – 40 °C. Sú prípady, keď sa salamandry uložili na zimný spánok asi na 100 rokov a akoby sa nič nestalo, rozmrzli a ušli prekvapeným výskumníkom. Zároveň zvyčajná "nepretržitá" dĺžka života jašterice nepresahuje 13 rokov. Úžasná schopnosť salamandra sa vysvetľuje skutočnosťou, že jeho pečeň syntetizuje veľké množstvo glycerolu, takmer 40% jeho telesnej hmotnosti, ktorý chráni bunky pred nízkymi teplotami.
Hlavnou prekážkou ponorenia človeka do kryostázy je voda, ktorá tvorí 70 % nášho tela. Keď zamrzne, zmení sa na ľadové kryštály, ktorých objem sa zväčší o 10%, vďaka čomu sa bunková membrána zlomí. Okrem toho, keď mrzne, látky rozpustené vo vnútri bunky migrujú do zvyšnej vody, čím narúšajú intracelulárne procesy výmeny iónov, ako aj organizáciu proteínov a iných medzibunkových štruktúr. Vo všeobecnosti ničenie buniek pri zmrazovaní znemožňuje človeku návrat do života.
Existuje však sľubný spôsob, ako tento problém vyriešiť – klatrát hydratuje. Boli objavené už v roku 1810, keď britský vedec Sir Humphry Davy vstrekol do vody chlór pod vysokým tlakom a bol svedkom tvorby pevných štruktúr. Išlo o hydráty klatrátov – jednu z foriem vodného ľadu, v ktorej je obsiahnutý cudzí plyn. Na rozdiel od ľadových kryštálov sú klatrátové mriežky menej tvrdé, nemajú ostré hrany, ale majú dutiny, v ktorých sa môžu „ukryť“ vnútrobunkové látky. Technológia klatrátovej suspendovanej animácie by bola jednoduchá: inertný plyn, ako je xenón alebo argón, teplota tesne pod nulou a bunkový metabolizmus sa začne postupne spomaľovať, až sa človek dostane do kryostázy. Bohužiaľ, tvorba klatrátových hydrátov vyžaduje vysoký tlak (asi 8 atmosfér) a veľmi vysokú koncentráciu plynu rozpusteného vo vode. Ako vytvoriť takéto podmienky v živom organizme je stále neznáme, hoci v tejto oblasti existujú určité úspechy. Klatráty sú teda schopné chrániť tkanivo srdcového svalu pred deštrukciou mitochondrií aj pri kryogénnych teplotách (pod 100 stupňov Celzia), ako aj zabrániť poškodeniu bunkových membrán. O experimentoch s klatrátovou anabiózou u ľudí sa zatiaľ nehovorí, keďže komerčný dopyt po technológiách kryostázy je malý a výskum na túto tému vykonávajú najmä malé spoločnosti ponúkajúce služby zmrazovania tiel mŕtvych.
Let na vodík
V roku 1960 fyzik Robert Bassard navrhol pôvodný koncept náporového fúzneho motora, ktorý rieši mnohé z problémov medzihviezdneho cestovania. Základom je využiť vodík a medzihviezdny prach prítomný vo vesmíre. Kozmická loď s takýmto motorom najskôr zrýchli na vlastné palivo a potom rozvinie obrovský lievik magnetického poľa s priemerom tisícok kilometrov, ktorý zachytáva vodík z vesmíru. Tento vodík sa používa ako nevyčerpateľný zdroj paliva pre termonukleárny raketový motor.
Použitie Bussardovho motora sľubuje obrovské výhody. V prvom rade sa vďaka „bezplatnému“ palivu dá pohybovať s konštantným zrýchlením 1 g, čím odpadajú všetky problémy spojené s beztiažovým stavom. Okrem toho vám motor umožňuje zrýchliť na obrovskú rýchlosť - 50% rýchlosti svetla a ešte viac. Teoreticky pri pohybe so zrýchlením 1g loď s Bussardovým motorom dokáže prekonať vzdialenosť 10 svetelných rokov za približne 12 pozemských rokov a pre posádku by v dôsledku relativistických efektov ubehlo len 5 rokov lodného času.
Bohužiaľ, na ceste k vytvoreniu lode s Bussardovým motorom je množstvo vážnych problémov, ktoré sa na súčasnej úrovni technológie nedajú vyriešiť. V prvom rade je potrebné vytvoriť gigantickú a spoľahlivú vodíkovú pascu, ktorá generuje gigantické magnetické polia. Zároveň má zabezpečiť minimálne straty a efektívny transport vodíka do termonukleárneho reaktora. Samotný proces termonukleárnej reakcie premeny štyroch atómov vodíka na atóm hélia, ktorý navrhol Bussard, vyvoláva mnohé otázky. Faktom je, že túto najjednoduchšiu reakciu je ťažké realizovať v prietokovom reaktore, pretože prebieha príliš pomaly a v zásade je možná len vo vnútri hviezd.
Pokrok v štúdiu termonukleárnej fúzie nám však umožňuje dúfať, že problém možno vyriešiť napríklad použitím „exotických“ izotopov a antihmoty ako katalyzátora reakcie.
Výskum Bussardovho motora zatiaľ leží výlučne v teoretickej rovine. Potrebné sú výpočty založené na skutočných technológiách. V prvom rade je potrebné vyvinúť motor schopný generovať dostatok energie na napájanie magnetickej pasce a udržanie termonukleárnej reakcie, produkovať antihmotu a prekonávať odpor medzihviezdneho média, čo spomalí obrovskú elektromagnetickú „plachtu“.
Antihmota na záchranu
Možno to znie zvláštne, ale dnes má ľudstvo bližšie k vytvoreniu antihmotového motora ako k intuitívnemu a na prvý pohľad jednoduchému Bussardovmu náporovému motoru.
Sonda vyvinutá spoločnosťou Hbar Technologies bude mať tenkú plachtu z uhlíkových vlákien potiahnutú uránom 238. Pri náraze do plachty antivodík anihiluje a vytvára prúdový ťah.
V dôsledku anihilácie vodíka a antivodíka vzniká mohutný fotónový tok, ktorého rýchlosť výfukových plynov dosahuje maximum pre raketový motor, t.j. rýchlosť svetla. Ide o ideálny indikátor, ktorý vám umožňuje dosiahnuť veľmi vysoké rýchlosti blízko svetla kozmickej lode s fotónovým motorom. Žiaľ, použiť antihmotu ako raketové palivo je veľmi ťažké, keďže počas anihilácie dochádza k zábleskom najsilnejšieho gama žiarenia, ktoré zabije astronautov. Taktiež zatiaľ neexistujú technológie na skladovanie veľkého množstva antihmoty a už samotný fakt hromadenia ton antihmoty aj vo vesmíre ďaleko od Zeme je vážnou hrozbou, keďže anihilácia čo i len jedného kilogramu antihmoty je ekvivalent jadrového výbuchu s kapacitou 43 megaton (výbuch takejto sily môže obrátiť tretinu územia USA). Cena antihmoty je ďalším faktorom, ktorý komplikuje medzihviezdny let poháňaný fotónmi. Moderné technológie na výrobu antihmoty umožňujú vyrobiť jeden gram antivodíka v nákladoch desiatok biliónov dolárov.
Veľké projekty výskumu antihmoty však prinášajú svoje ovocie. V súčasnosti sú vytvorené špeciálne skladovacie zariadenia na pozitróny, „magnetické fľaše“, čo sú nádoby chladené tekutým héliom so stenami z magnetických polí. V júni tohto roku sa vedcom z CERN-u podarilo zachovať atómy antivodíka na 2000 sekúnd. Na Kalifornskej univerzite (USA) sa stavia najväčšie úložisko antihmoty na svete, v ktorom sa dá naakumulovať viac ako bilión pozitrónov. Jedným z cieľov vedcov z Kalifornskej univerzity je vytvoriť prenosné kontajnery na antihmotu, ktoré sa dajú použiť na vedecké účely mimo veľkých urýchľovačov. Tento projekt je podporovaný Pentagonom, ktorý sa zaujíma o vojenské aplikácie antihmoty, takže je nepravdepodobné, že by najväčšie množstvo magnetických fliaš na svete bolo podfinancované.
Moderné urýchľovače budú schopné vyrobiť jeden gram antivodíka za niekoľko sto rokov. To je veľmi dlhá doba, takže jediným východiskom je vyvinúť novú technológiu na výrobu antihmoty alebo spojiť úsilie všetkých krajín našej planéty. No ani v tomto prípade s modernou technológiou nemožno ani len snívať o výrobe desiatok ton antihmoty na medzihviezdne lety s ľudskou posádkou.
Všetko však nie je také smutné. Špecialisti NASA vyvinuli niekoľko návrhov kozmických lodí, ktoré by mohli ísť do hlbokého vesmíru len s jedným mikrogramom antihmoty. NASA verí, že vylepšené vybavenie umožní vyrábať antiprotóny s cenou okolo 5 miliárd dolárov za gram.
Americká spoločnosť Hbar Technologies s podporou NASA vyvíja koncept bezpilotných sond poháňaných antivodíkovým motorom. Prvým cieľom tohto projektu je vytvorenie kozmickej lode bez posádky, ktorá by mohla letieť do Kuiperovho pásu na okraji slnečnej sústavy za menej ako 10 rokov. Dnes je nemožné letieť do takých vzdialených bodov za 5-7 rokov, konkrétne sonda NASA New Horizons preletí Kuiperovým pásom 15 rokov po štarte.
Sonda, ktorá prejde vzdialenosť 250 AU o 10 rokov bude velmi maly, s nosnostou len 10 mg, ale bude potrebovat aj trochu antivodika - 30 mg. Toto množstvo vyrobí Tevatron o niekoľko desaťročí a vedci by mohli koncept nového motora otestovať počas skutočnej vesmírnej misie.
Predbežné výpočty tiež ukazujú, že podobným spôsobom je možné poslať malú sondu k Alpha Centauri. Na jeden gram antivodíka doletí k vzdialenej hviezde za 40 rokov.
Môže sa zdať, že všetko spomenuté je fikcia a nemá nič spoločné s blízkou budúcnosťou. Našťastie to tak nie je. Zatiaľ čo pozornosť verejnosti je upriamená na globálne krízy, zlyhania popových hviezd a iné súčasné udalosti, epochálne iniciatívy zostávajú v tieni. Vesmírna agentúra NASA spustila grandiózny projekt 100 Year Starship, ktorý zahŕňa postupné a viacročné vytváranie vedecko-technologickej základne pre medziplanetárne a medzihviezdne lety. Tento program nemá v histórii ľudstva obdobu a mal by prilákať vedcov, inžinierov a nadšencov iných profesií z celého sveta. Od 30. septembra do 2. októbra 2011 sa v Orlande na Floride uskutoční sympózium, na ktorom sa bude diskutovať o rôznych technológiách vesmírnych letov. Na základe výsledkov takýchto udalostí vypracujú špecialisti NASA podnikateľský plán na pomoc určitým odvetviam a spoločnostiam, ktoré vyvíjajú technológie, ktoré zatiaľ nie sú dostupné, ale sú potrebné pre budúci medzihviezdny let. Ak bude ambiciózny program NASA úspešný, do 100 rokov bude ľudstvo schopné postaviť medzihviezdnu kozmickú loď a po slnečnej sústave sa budeme pohybovať s rovnakou ľahkosťou, ako dnes lietame z pevniny na pevninu.
Môžeme sa skutočne dostať na neznáme planéty mimo slnečnej sústavy? Ako je to vôbec možné?
Fantastickí a kameramani, samozrejme, dobre odviedli, odviedli dobrú prácu. Naozaj chcem veriť v pestré príbehy, kde človek dobýva najvzdialenejšie kúty vesmíru. Žiaľ, kým sa tento obraz stane realitou, budeme musieť prekonať mnohé obmedzenia. Napríklad fyzikálne zákony, ako ich vidíme teraz.
Ale! V posledných rokoch vzniklo niekoľko dobrovoľníckych a súkromne financovaných organizácií (Tau Zero Foundation, Project Icarus, Project Breakthrough Starshot), z ktorých každá má za cieľ vytvárať vozidlá na medzihviezdne lety a priblížiť ľudstvo k dobytiu vesmíru. Ich nádej a vieru v úspech posilňujú pozitívne správy napríklad z obežnej dráhy hviezdy Proxima-Centauri, planéty veľkosti Zeme.
Vytvorenie medzihviezdnej kozmickej lode bude jednou z tém diskusie na novembrovom summite BBC Future World Summit „Myšlienky, ktoré menia svet“ v Sydney. Budú ľudia schopní cestovať do iných galaxií? A ak áno, aké typy kozmických lodí na to budeme potrebovať?
kam by sme išli?
Kam by ste nemali letieť? Vo vesmíre je viac hviezd, ako je zrniek piesku na Zemi – asi 70 sextilónov (to je 22 núl po sedmičke) – a podľa vedcov majú miliardy z nich na svojich dráhach jednu až tri planéty v tzv. "Zóna zlatovlásky": nie je príliš veľa chladu a nie je príliš horúco. Akurát .
Od samého začiatku až doteraz bol najlepším kandidátom na prvý medzihviezdny let náš najbližší sused, trojhviezdny systém Alpha Centauri. Nachádza sa vo vzdialenosti 4,37 svetelných rokov od Zeme. Tento rok astronómovia z Európskeho južného observatória objavili planétu veľkosti Zeme obiehajúcu okolo červeného trpaslíka Proxima Centauri v tomto súhvezdí. Planéta s názvom Proxima b má najmenej 1,3-násobok hmotnosti Zeme a má veľmi krátku obežnú dobu okolo svojej hviezdy, iba 11 pozemských dní. Ale aj tak bola táto správa pre astronómov a lovcov exoplanét mimoriadne vzrušujúca, pretože teplotný režim Proximy b je vhodný pre existenciu vody v tekutej forme a to je vážne plus pre možnú obývateľnosť.
Ale sú tu aj nevýhody: nevieme, či má Proxima b atmosféru a vzhľadom na jej blízkosť k Proxime Centauri (bližšie ako Merkúr k Slnku), je pravdepodobné, že bude ovplyvnená emisiami hviezdnej plazmy a radiáciou. A je tak uzamknutý prílivovými silami, že je vždy otočený k hviezde na jednej strane. To, samozrejme, môže úplne zmeniť naše chápanie dňa a noci.
A ako sa tam dostaneme?
Toto je otázka 64 biliónov dolárov. Aj pri maximálnej rýchlosti, ktorú nám moderné technológie umožňujú vyvinúť, sme od Proximy B 18-tisíc rokov. A je vysoko pravdepodobné, že po dosiahnutí cieľa sa tam stretneme... s našimi potomkami na Zemi, ktorí už kolonizovali novú planétu a všetku slávu si zobrali pre seba. Preto si hlboké mysle a bezodné vrecká stanovili ambicióznu úlohu: nájsť rýchlejší spôsob, ako prekonať obrovské vzdialenosti.
Breakthrough Starshot je vesmírny projekt v hodnote 100 miliónov dolárov financovaný ruským miliardárom Jurijom Milnerom. Breakthrough Starshot sa zameral na stavbu malých, bezpilotných ľahkých plachetnicových sond poháňaných výkonným pozemným laserom. Ide o to, že kozmickú loď dostatočne malej hmotnosti (sotva 1 gram) s ľahkou plachtou je možné pravidelne zrýchľovať silným svetelným lúčom zo Zeme asi na pätinu rýchlosti svetla. Takýmto tempom dosiahnu nanosondy Alfa Centauri asi za 20 rokov.
Vývojári projektu Breakthrough Starshot rátajú s miniaturizáciou všetkých technológií, pretože malinká vesmírna sonda musí niesť kameru, trysky, napájací zdroj, komunikačné a navigačné vybavenie. Všetko preto, aby po príchode oznámili: „Pozri, som tu. A vôbec sa nehýbe." Miller dúfa, že to bude fungovať a položí základ pre ďalšiu, zložitejšiu fázu medzihviezdneho cestovania: ľudské cestovanie.
A čo warp pohony?
Áno, v sérii Star Trek to všetko vyzerá veľmi jednoducho: zapol warp pohon a letel rýchlejšie ako rýchlosť svetla. Ale všetko, čo v súčasnosti vieme o fyzikálnych zákonoch, nám hovorí, že nie je možné cestovať rýchlejšie alebo rovnajúcou sa rýchlosti svetla. Ale vedci sa nevzdávajú: NASA, inšpirovaná ďalším vzrušujúcim sci-fi motorom, spustila NASA Evolutionary Xenon Thruster (skrátene NEXT), iónovú trysku, ktorá dokáže zrýchliť kozmickú loď na rýchlosť 145 000 km/h s použitím len jedného zlomku paliva. pre konvenčnú raketu.
Ale ani pri týchto rýchlostiach nebudeme môcť letieť ďaleko od slnečnej sústavy za jeden ľudský život. Kým prídeme na to, ako pracovať s časopriestorom, medzihviezdne cestovanie bude veľmi, veľmi pomalé. Možno je načase začať vnímať čas, ktorý galaktickí tuláci strávia na palube medzihviezdnej lode, jednoducho ako život, a nie ako cestu „vesmírnym autobusom“ z bodu A do bodu B.
Ako prežijeme medzihviezdne cestovanie?
Warp pohony a iónové pohony sú samozrejme veľmi cool, ale nič z toho nebude veľmi užitočné, ak naši medzihviezdni tuláci zomrú od hladu, chladu, dehydratácie alebo nedostatku kyslíka ešte predtým, než opustia slnečnú sústavu. Výskumníčka Rachel Armstrongová tvrdí, že je čas, aby sme premýšľali o vytvorení skutočného ekosystému pre medzihviezdne ľudstvo.
„Prechádzame od priemyselného pohľadu k ekologickému pohľadu na realitu,“ hovorí Armstrong.
Armstrong, profesor experimentálnej architektúry na Newcastle University vo Veľkej Británii, o worldingu hovorí: „Ide o priestor prostredia, nielen o dizajn objektu.“ Dnes je vo vnútri kozmickej lode alebo stanice všetko sterilné a vyzerá to ako priemyselné zariadenie. Armstrong si myslí, že by sme namiesto toho mali premýšľať o vplyve kozmických lodí na životné prostredie, rastlinách, ktoré môžeme pestovať na palube, a dokonca aj o typoch pôdy, ktoré si môžeme vziať so sebou. Navrhuje, že v budúcnosti budú vesmírne lode vyzerať ako obrie biomy plné organického života, nie ako dnešné studené kovové krabice.
Nemôžeme celú cestu prespať?
Kryospánok a hibernácia sú, samozrejme, dobrým riešením dosť nepríjemného problému: ako udržať ľudí pri živote počas cesty, ktorá trvá oveľa dlhšie ako samotný ľudský život. Aspoň tak to robia vo filmoch. A svet je plný kryooptimistov: Nadácia Alcor Life Extension Foundation uchováva veľa kryokonzervovaných tiel a hláv ľudí, ktorí dúfajú, že naši potomkovia sa naučia, ako bezpečne rozmraziť ľudí a zbaviť sa chorôb, ktoré sú dnes nevyliečiteľné, ale v súčasnosti takéto technológie neexistuje.
Filmy ako Interstellar a knihy ako Seveneves Neila Stevensona prišli s myšlienkou poslať zmrazené embryá do vesmíru, ktoré by mohli prežiť aj ten najdlhší let, pretože nepotrebujú jesť, piť ani dýchať. To však prináša problém sliepky a vajca: niekto sa musí postarať o toto rodiace sa ľudstvo v bezvedomí.
Je to teda všetko skutočné?
„Od úsvitu ľudstva sme vzhliadali ku hviezdam a obrátili sme na ne svoje nádeje a obavy, obavy a sny,“ hovorí Rachel Armstrongová..
So spustením nových inžinierskych projektov, ako je Breakthrough Starshot, sa „sen stáva skutočným experimentom“.
Slnečná sústava už dlho nezaujímala autorov sci-fi. Ale prekvapivo naše „pôvodné“ planéty nespôsobujú pre niektorých vedcov veľa inšpirácie, hoci ešte neboli prakticky preskúmané.
Sotva vyrezalo okno do vesmíru, ľudstvo je roztrhané do neznámych diaľok, a to nielen v snoch, ako predtým.
Sergej Korolev tiež sľúbil, že čoskoro poletí do vesmíru „na odborársky lístok“, ale táto fráza je už pol storočia stará a vesmírna odysea je stále údelom elity – príliš drahá. Pred dvoma rokmi však HACA spustila grandiózny projekt 100-ročná hviezdna loď,čo zahŕňa postupné a dlhodobé vytváranie vedecko-technickej základne pre lety do vesmíru.
Tento bezprecedentný program by mal prilákať vedcov, inžinierov a nadšencov z celého sveta. Ak sa všetko podarí, o 100 rokov bude ľudstvo schopné postaviť medzihviezdnu loď a po slnečnej sústave sa budeme pohybovať ako električky.
Aké sú teda problémy, ktoré treba vyriešiť, aby sa let hviezd stal realitou?
ČAS A RÝCHLOSŤ SÚ RELATÍVNE
Aj keď sa to môže zdať zvláštne, astronómia automatických vozidiel sa niektorým vedcom javí ako takmer vyriešený problém. A to aj napriek tomu, že vypúšťať automaty ku hviezdam so súčasnou slimačou rýchlosťou (asi 17 km/s) a iným primitívnym (na tak neznáme cesty) zariadením nemá zmysel.
Teraz americké kozmické lode Pioneer 10 a Voyager 1 opustili slnečnú sústavu, už s nimi nie je žiadne spojenie. Pioneer 10 smeruje k hviezde Aldebaran. Ak sa mu nič nestane, dostane sa do blízkosti tejto hviezdy ... za 2 milióny rokov. Rovnakým spôsobom sa plazte cez rozlohy vesmíru a iných zariadení.
Takže bez ohľadu na to, či je loď obývateľná alebo nie, na let ku hviezdam potrebuje vysokú rýchlosť blízku rýchlosti svetla. To však pomôže vyriešiť problém lietania len k najbližším hviezdam.
„Aj keby sa nám podarilo postaviť hviezdnu loď, ktorá by mohla letieť rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla,“ napísal K. Feoktistov, „čas cesty iba v našej Galaxii sa bude počítať na tisícročia a desiatky tisícročí, pretože jej priemer je asi 100 000 svetelných rokov. Ale na Zemi za tento čas prejde oveľa viac.
Podľa teórie relativity je priebeh času v dvoch vzájomne sa pohybujúcich systémoch odlišný. Keďže na veľké vzdialenosti bude mať loď čas vyvinúť rýchlosť veľmi blízku rýchlosti svetla, rozdiel v čase na Zemi a na lodi bude obzvlášť veľký.
Predpokladá sa, že prvým cieľom medzihviezdnych letov bude alfa Centauri (systém troch hviezd) – k nám najbližšie. Rýchlosťou svetla tam môžete letieť za 4,5 roka, na Zemi za tento čas uplynie desať rokov. Ale čím väčšia je vzdialenosť, tým väčší je rozdiel v čase.
Pamätáte si na slávnu hmlovinu Andromeda od Ivana Efremova? Tam sa let meria v rokoch a to pozemských. Krásny príbeh, prinajmenšom. Táto vytúžená hmlovina (presnejšie galaxia Andromeda) sa však nachádza vo vzdialenosti 2,5 milióna svetelných rokov od nás.
Podľa niektorých výpočtov bude cesta astronautov trvať viac ako 60 rokov (podľa hodín hviezdnej lode), no na Zemi prejde celá jedna éra. Ako sa s vesmírnymi „neandertálcami“ stretnú ich vzdialení potomkovia? A bude vôbec Zem živá? To znamená, že návratnosť je v podstate bezvýznamná. Avšak, rovnako ako samotný let: musíme si uvedomiť, že galaxiu Andromeda vidíme tak, ako bola pred 2,5 miliónmi rokov - toľko jej svetla sa dostane až k nám. Aký zmysel má letieť k neznámemu cieľu, ktorý možno už dávno neexistuje, každopádne vo svojej bývalej podobe a na starom mieste?
To znamená, že aj lety rýchlosťou svetla sú opodstatnené len po relatívne blízke hviezdy. Vozidlá letiace rýchlosťou svetla však zatiaľ žijú iba v teórii, ktorá pripomína sci-fi, no vedeckú.
LOĎ VEĽKOSTI PLANÉTY
Prirodzene, v prvom rade vedci prišli s nápadom využiť najefektívnejšiu termonukleárnu reakciu v lodnom motore - ako už čiastočne zvládnutú (pre vojenské účely). Na cestovanie v oboch smeroch rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla však aj pri ideálnej konštrukcii systému nie je pomer počiatočnej hmotnosti ku konečnej hmotnosti menší ako 10 ku tridsiatej mocnine. To znamená, že vesmírna loď bude vyzerať ako obrovský vlak s palivom veľkosti malej planéty. Vypustiť takýto kolos do vesmíru zo Zeme je nemožné. Áno, a zbierať na obežnej dráhe - tiež nie nadarmo vedci diskutovali o tejto možnosti.
Myšlienka fotónového motora na princípe anihilácie hmoty je veľmi populárna.
Anihilácia je premena častice a antičastice počas ich zrážky na akékoľvek iné častice, ktoré sú odlišné od pôvodných. Najviac skúmaná je anihilácia elektrónu a pozitrónu, pri ktorej vznikajú fotóny, ktorých energia bude pohybovať vesmírnou loďou. Výpočty amerických fyzikov Ronana Keanea a Wei-ming Zhanga ukazujú, že na základe moderných technológií je možné vytvoriť anihilačný motor schopný zrýchliť kozmickú loď na 70 % rýchlosti svetla.
Začínajú však ďalšie problémy. Bohužiaľ, použitie antihmoty ako raketového paliva je veľmi ťažké. Počas anihilácie dochádza k zábleskom najsilnejšieho gama žiarenia, ktoré kozmonautom škodí. Okrem toho je kontakt pozitrónového paliva s loďou spojený so smrteľným výbuchom. Napokon, zatiaľ neexistujú technológie na získanie dostatočného množstva antihmoty a jej dlhodobé skladovanie: napríklad atóm antivodíka „žije“ teraz menej ako 20 minút a výroba miligramu pozitrónov stojí 25 miliónov dolárov.
Predpokladajme však, že časom sa tieto problémy dajú vyriešiť. Stále však bude treba veľa paliva a štartovacia hmotnosť fotónovej hviezdnej lode bude porovnateľná s hmotnosťou Mesiaca (podľa Konstantina Feoktistova).
ROZLOŽILI PLACHTU!
Najpopulárnejšia a najrealistickejšia hviezdna loď je dnes považovaná za solárnu plachetnicu, ktorej myšlienka patrí sovietskemu vedcovi Friedrichovi Zanderovi.
Solárna (svetelná, fotónová) plachta je zariadenie, ktoré využíva tlak slnečného svetla alebo lasera na zrkadlovú plochu na pohon kozmickej lode.
V roku 1985 navrhol americký fyzik Robert Forward návrh medzihviezdnej sondy urýchlenej mikrovlnnou energiou. Projekt počítal s tým, že k najbližším hviezdam sa sonda dostane za 21 rokov.
Na XXXVI. medzinárodnom astronomickom kongrese bol navrhnutý projekt laserovej kozmickej lode, ktorej pohyb zabezpečuje energia optických laserov umiestnených na obežnej dráhe okolo Merkúra. Podľa výpočtov by cesta hviezdnej lode tohto dizajnu k hviezde Epsilon Eridani (10,8 svetelných rokov) a späť trvala 51 rokov.
„Je nepravdepodobné, že budeme schopní urobiť významný pokrok v chápaní sveta, v ktorom žijeme, na základe údajov získaných z ciest v našej slnečnej sústave. Myšlienka sa prirodzene obracia ku hviezdam. Koniec koncov, skôr sa pochopilo, že lety okolo Zeme, lety na iné planéty našej slnečnej sústavy nie sú konečným cieľom. Vydláždiť cestu ku hviezdam sa zdalo byť hlavnou úlohou.Tieto slová nepatria spisovateľovi sci-fi, ale konštruktérovi kozmickej lode a kozmonautovi Konstantinovi Feoktistovovi. Podľa vedca sa nič mimoriadne nové v slnečnej sústave nenájde. A to aj napriek tomu, že človek doteraz letel iba na Mesiac ...
Mimo slnečnej sústavy sa však tlak slnečného žiarenia priblíži k nule. Preto existuje projekt na urýchlenie solárnej plachetnice laserovými systémami z nejakého asteroidu.
Všetko je to zatiaľ len teória, no už sa robia prvé kroky.
V roku 1993 bola na ruskej lodi Progress M-15 v rámci projektu Znamya-2 prvýkrát nasadená 20 metrov široká solárna plachta. Pri pripájaní lode Progress k stanici Mir jej posádka nainštalovala na palubu lode Progress jednotku na rozmiestnenie reflektorov. V dôsledku toho reflektor vytvoril svetlý bod široký 5 km, ktorý rýchlosťou 8 km/s prechádzal cez Európu do Ruska. Plocha svetla mala svietivosť približne ekvivalentnú jasu Mesiaca v splne.
Takže výhodou solárnej plachetnice je nedostatok paliva na palube, nevýhodou je zraniteľnosť konštrukcie plachty: v skutočnosti je to tenká fólia natiahnutá cez rám. Kde je záruka, že plachta nedostane po ceste diery od vesmírnych častíc?
Verzia plachty môže byť vhodná na spúšťanie robotických sond, staníc a nákladných lodí, ale nie je vhodná na spiatočné lety s posádkou. Existujú aj iné návrhy hviezdnych lodí, ale nejako sa podobajú vyššie uvedeným (s rovnakými obrovskými problémami).
PREKVAPENIA V MEDZIHviezdnom priestore
Zdá sa, že cestovateľov vo vesmíre čaká veľa prekvapení. Napríklad americké zariadenie Pioneer 10, ktoré sa práve vyklonilo zo slnečnej sústavy, začalo pociťovať silu neznámeho pôvodu spôsobujúcu slabé spomalenie. Bolo predložených veľa návrhov, až po zatiaľ neznáme účinky zotrvačnosti alebo dokonca času. Jednoznačné vysvetlenie tohto javu zatiaľ neexistuje, uvažuje sa o rôznych hypotézach: od jednoduchých technických (napríklad reaktívna sila z úniku plynu v aparatúre) až po zavedenie nových fyzikálnych zákonov.
Ďalšia kozmická loď, Voyager 1, zachytila oblasť so silným magnetickým poľom na okraji slnečnej sústavy. V ňom tlak nabitých častíc z medzihviezdneho priestoru spôsobí, že pole vytvorené Slnkom zhustne. Zariadenie tiež zaregistrovalo:
- zvýšenie počtu vysokoenergetických elektrónov (asi 100-krát), ktoré prenikajú do slnečnej sústavy z medzihviezdneho priestoru;
- prudký nárast hladiny galaktického kozmického žiarenia - vysokoenergetických nabitých častíc medzihviezdneho pôvodu.
Priestor medzi hviezdami nie je prázdny. Všade sú zvyšky plynu, prachu, častíc. Pri pokuse o pohyb rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla bude každý atóm, ktorý sa zrazí s loďou, ako častica vysokoenergetického kozmického žiarenia. Úroveň tvrdého žiarenia pri takomto bombardovaní sa neprijateľne zvýši aj pri letoch k najbližším hviezdam.
A mechanický náraz častíc pri takýchto rýchlostiach bude prirovnaný k výbušným guľkám. Podľa niektorých výpočtov by každý centimeter ochrannej clony hviezdnej lode bol vystreľovaný nepretržite rýchlosťou 12 výstrelov za minútu. Je jasné, že žiadna obrazovka nevydrží takémuto vystaveniu niekoľko rokov letu. Alebo bude musieť mať neprijateľnú hrúbku (desiatky a stovky metrov) a hmotnosť (stovky tisíc ton).
V skutočnosti bude hviezdna loď pozostávať hlavne z tejto obrazovky a paliva, čo si vyžiada niekoľko miliónov ton. Kvôli týmto okolnostiam sú lety takou rýchlosťou nemožné, o to viac, že cestou môžete naraziť nielen na prach, ale aj na niečo väčšie, či uviaznuť v neznámom gravitačnom poli. A potom je smrť opäť nevyhnutná. Aj keď je teda možné zrýchliť kozmickú loď na subluminálnu rýchlosť, potom nedosiahne konečný cieľ - na jej ceste bude príliš veľa prekážok. Medzihviezdne lety je preto možné vykonávať len pri výrazne nižších rýchlostiach. Ale potom faktor času robí tieto lety bezvýznamnými.
Ukazuje sa, že je nemožné vyriešiť problém prepravy hmotných telies na galaktické vzdialenosti rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla. Prerážať priestor a čas pomocou mechanickej konštrukcie nemá zmysel.
KRTKOVÁ DIERA
Vedecká fantastika, snažiaca sa prekonať neúprosný čas, vynašla, ako „prehryznúť diery“ v priestore (a čase) a „zložiť“ ho. Prišli s rôznymi hyperpriestorovými skokmi z jedného bodu priestoru do druhého, pričom obchádzali medziľahlé oblasti. Teraz sa k autorom sci-fi pripojili vedci.
Fyzici začali hľadať extrémne stavy hmoty a exotické medzery vo vesmíre, kde sa môžete pohybovať nadsvetelnou rýchlosťou v rozpore s Einsteinovou teóriou relativity.
Takto sa zrodila myšlienka červej diery. Táto nora spája dve časti vesmíru ako vytesaný tunel spájajúci dve mestá oddelené vysokou horou. Bohužiaľ, červie diery sú možné len v absolútnom vákuu. V našom vesmíre sú tieto nory extrémne nestabilné: môžu sa jednoducho zrútiť skôr, ako sa tam dostane vesmírna loď.
Na vytvorenie stabilných červích dier však môžete použiť efekt, ktorý objavil Holanďan Hendrik Casimir. Spočíva vo vzájomnej príťažlivosti vodivých telies bez náboja pôsobením kvantových oscilácií vo vákuu. Ukazuje sa, že vákuum nie je úplne prázdne, v gravitačnom poli dochádza k výkyvom, pri ktorých sa spontánne objavujú a miznú častice a mikroskopické červie diery.
Zostáva len nájsť jeden z otvorov a roztiahnuť ho a umiestniť ho medzi dve supravodivé guľôčky. Jedno ústie červej diery zostane na Zemi, druhé presunie vesmírna loď rýchlosťou blízkou svetla k hviezde – konečnému objektu. To znamená, že vesmírna loď ako keby prerazila tunel. Keď hviezdna loď dosiahne svoj cieľ, červia diera sa otvorí pre skutočné bleskové medzihviezdne cestovanie, ktorého trvanie sa vypočíta v minútach.
WARP BUBBLE
Podobá sa teórii zakrivenia bublín červích dier. V roku 1994 mexický fyzik Miguel Alcubierre vykonal výpočty podľa Einsteinových rovníc a zistil teoretickú možnosť vlnovej deformácie priestorového kontinua. V tomto prípade sa priestor pred kozmickou loďou zmenší a zároveň sa za ňou rozšíri. Hviezdna loď je akoby umiestnená v zakrivenej bubline, ktorá sa môže pohybovať neobmedzenou rýchlosťou. Genialita myšlienky spočíva v tom, že kozmická loď spočíva v bubline zakrivenia a zákony teórie relativity nie sú porušené. Zároveň sa pohybuje samotná bublina zakrivenia, ktorá lokálne skresľuje časopriestor.
Napriek tomu, že nie je možné cestovať rýchlejšie ako svetlo, nič nebráni priestoru v pohybe alebo šírení deformácie časopriestoru rýchlejšie ako svetlo, o čom sa predpokladá, že sa to stalo bezprostredne po Veľkom tresku pri formovaní vesmíru.
Všetky tieto myšlienky ešte nezapadajú do rámca modernej vedy, no v roku 2012 predstavitelia NASA oznámili prípravu experimentálneho testu teórie doktora Alcubierra. Ktovie, možno sa Einsteinova teória relativity raz stane súčasťou novej globálnej teórie. Koniec koncov, proces učenia je nekonečný. Takže jedného dňa sa nám podarí preraziť tŕnie ku hviezdam.
Irina GROMOVÁ
"Technika-mládež" 1991 č. 10, s.18-19
Tribúna odvážnych hypotéz
Vladimír ATSYUKOVSKIJ,
kandidát technických vied,
Žukovskij, Moskovská oblasť
Sú možné medzihviezdne lety?
Tlač zaplavila vlna správ o UFO. Očití svedkovia tvrdia, že videli UFO jednoznačne umelo vytvoreného charakteru. Nepochybujú o tom, že pozorovali vesmírne lode mimozemských civilizácií. Naše vedomie to však odmieta akceptovať: pre planéty slnečnej sústavy je existencia iných civilizácií ako Zeme takmer nemožná, pretože na nich nie sú podmienky pre život, aspoň na ich povrchu. Možno pod povrchom? Aj keď nepravdepodobné...
A na planétach iných systémov môže existovať život, ale je od nich veľmi vzdialený: najbližších 28 hviezd sa nachádza v rozmedzí od 4 (Najbližšie Centauri) do 13 svetelných rokov (Kapteinova hviezda). Hviezdy ako Sirius A a B, Procyon A a B, Tau Ceti sú v tomto intervale. Nie blízko! Ak lode lietajú tam a späť rýchlosťou svetla, potom im to bude trvať 8 až 26 rokov tam a späť, a to je len pre najbližšie hviezdy. Nepočítajúc čas na zrýchlenie a spomalenie. Je to sotva účelné, čo znamená, že musíte lietať rýchlejšie ako svetlo.
Nuž, odhadnime, koľko bude trvať zrýchlenie na takéto rýchlosti (a brzdenie). Pre prehľadnosť sú výsledky zhrnuté v tabuľke, z ktorej môžete okamžite zistiť čas potrebný na dosiahnutie konkrétnej rýchlosti s konkrétnym zrýchlením. Ukazuje sa, že ak predpokladáme, že povolený čas jednosmernej cesty sa rovná jednému mesiacu, potom musíte letieť rýchlosťou rádovo mnohých desiatok rýchlostí svetla a zrýchliť (a spomaľovať) so zrýchlením mnohých stovky zemských zrýchlení. Hmm! .. A na toto všetko je stále kde brať energiu! Mimovoľne vás napadne: sú medzihviezdne lety vôbec uskutočniteľné? Ale odkiaľ k nám UFO prichádzajú? Navyše sa správajú vyzývavo: náhle zmiznú, manévrujú v pravom uhle, vyžarujú niečo také ... A ak ...
Veď čo vlastne potrebujeme? Stačí odpovedať na tri otázky:
1. Je v princípe možné lietať rýchlosťou presahujúcou rýchlosť svetla? (V škole učili, že je to nemožné.)
2. Je možné silne zrýchliť bez zničenia tela? (Podľa moderných koncepcií je už 10-násobné preťaženie maximálne prípustné.)
3. Je možné získať energiu na zrýchlenie a spomalenie? (Výpočet ukazuje, že na to nestačí žiadna termonukleárna energia.)
Napodiv, napriek skeptickým poznámkam v zátvorkách už dnes existujú kladné odpovede na všetky otázky. Je nemožné lietať rýchlosťou presahujúcou rýchlosť svetla len kvôli zákazu A. Einsteina. Prečo je však jeho teória relativity povýšená na úroveň absolútnej pravdy? Napokon vychádza z postulátov, teda vynálezov autora, ktoré samy o sebe vychádzajú z falošných predpokladov. Napríklad v roku 1887 bol v slávnom Michelsonovom experimente objavený éterický vietor, hoci sa jeho sila ukázala byť menšia, ako sa očakávalo (vtedy nepoznali pojem hraničná vrstva). Čo sa stane? Na jednej strane SRT - špeciálna teória relativity - nemôže existovať, ak existuje éter. Na druhej strane, GR – všeobecná teória relativity – ako napísal sám Einstein v článkoch „O étere“ a „Éteri a teórii relativity“, vždy predpokladá prítomnosť éteru. Ako pochopiť tento rozpor?
Môj kritický prehľad všetkých hlavných experimentov na SRT a GR (pozri "Logické a experimentálne základy teórie relativity. Analytický prehľad". M., MPI, 1990, 56 s.) ukázal, že medzi nimi neexistujú žiadne jednoznačne potvrdzujúce toto vôbec teória! Preto môže byť zľavnený, tu sa neberie do úvahy. Okrem toho P. Laplace zistil, že rýchlosť šírenia gravitačných porúch je najmenej 50 miliónov krát vyššia ako rýchlosť svetla a celá skúsenosť nebeskej mechaniky, ktorá pracuje výlučne so statickými vzorcami, za predpokladu nekonečne vysokej rýchlosti šírenia gravitácia to potvrdzuje. Jedným slovom neexistuje zákaz podsvetelných rýchlostí, došlo k planému poplachu.
Prejdime k druhej otázke. Zamyslite sa nad tým, ako astronaut zrýchľuje? Plyny rakety tlačia na stenu spaľovacej komory, ktorá - na rakete, raketa - na operadlo stoličky, operadlo stoličky - na to. A telo, celá masa astronauta, ktorý sa snaží zostať v pokoji, sa zdeformuje a pod silnými vplyvmi sa môže zrútiť. Ale ak by ten istý kozmonaut spadol v gravitačnom poli nejakej hviezdy, tak, hoci by zrýchlil oveľa rýchlejšie, nezaznamenal by vôbec žiadnu deformáciu, pretože všetky prvky jeho tela sa zrýchľujú súčasne a rovnako. To isté sa stane, ak je astronaut prefúknutý éterom. V tomto prípade prúdenie éteru - skutočného viskózneho plynu - urýchli každý protón a kozmonauta ako celok, bez deformácie tela (spomeňte si na sci-fi román A. Beljajeva "Ariel"). Okrem toho môže mať zrýchlenie akúkoľvek hodnotu, pokiaľ je prietok rovnomerný. Takže aj tu sú príležitosti.
A nakoniec, kde nabrať energiu? Podľa mojich údajov (pozri "Všeobecná dynamika éteru. Modelovanie štruktúr hmoty a polí na základe predstáv o plynnom éteri". M., Energoatomizdat, 1990, 280 s) je éter skutočným plynom jemnej štruktúry. , stlačiteľné a viskózne. Je pravda, že jeho viskozita je pomerne nízka a to prakticky neovplyvňuje spomalenie planét, ale pri vysokých rýchlostiach hrá veľmi výraznú úlohu. Tlak éteru je obrovský, viac ako 2 x 10 v 29 atm (2 x 10 v 32 N / štvorcový m), hustota - 8,85 x 10 palcov - 12 kg / cu. m (v blízkozemskom priestore). A ako sa ukázalo, existuje v ňom prirodzený proces, ktorý nám môže v ľubovoľnom bode priestoru v porciách ľubovoľnej veľkosti dodávať neobmedzené množstvo energie... Hovoríme o víroch.
Odkiaľ berú obyčajné tornáda kinetickú energiu? Vzniká spontánne z potenciálnej energie atmosféry. A všimnite si: ak je to druhé prakticky nemožné použiť, potom prvým môže byť napríklad prinútenie tornáda, aby roztočilo turbínu. Každý vie, že tornádo sa podobá kmeňu - hrubšiemu na základni. Analýza tejto okolnosti ukázala, že je stlačený tlakom atmosféry. Vonkajší tlak spôsobuje, že častice plynu v tele tornáda sa v procese stláčania pohybujú po špirále. Rozdiel tlakových síl - vonkajších a vnútorných (plus odstredivá sila) dáva priemet výslednej sily na dráhu častíc plynu (obr. 1) a spôsobuje ich zrýchlenie v tele tornáda. Stáva sa tenšou a rýchlosť pohybu jej steny sa zvyšuje. V tomto prípade platí zákon zachovania momentu hybnosti mrv = const a čím viac je tornádo stlačené, tým väčšia je rýchlosť pohybu. Na každé tornádo teda funguje celá atmosféra planéty; jeho energia je založená na hustote vzduchu rovnajúcej sa 1 kg / cu. m, a tlak rovný 1 atm (10 až 5 N / m2). A v éteri je hustota o 11 rádov nižšia, ale tlak je o 29 (!) rádov vyšší. A éter má tiež svoj mechanizmus, ktorý dokáže dodať energiu. Toto je CMM, guľový blesk.
Eterodynamický model BL je jediný (!) schopný súhrnne vysvetliť všetky jeho vlastnosti. A čo dnes chýba na získanie čistej energie z éteru, je naučiť sa vytvárať umelé CMM. Samozrejme, potom, čo sa naučíme vytvárať podmienky pre tvorbu vírov v éteri. Ale nielenže nevieme, ako to urobiť, ale ani nevieme, z ktorej strany sa máme priblížiť. Mimoriadne tvrdý oriešok! Jedna vec je povzbudzujúca: koniec koncov, príroda ich nejako dokáže vytvoriť, tieto CMM! A ak áno, potom možno raz vymyslíme. A potom nebudú potrebné všetky druhy jadrových elektrární, vodných elektrární, tepelných elektrární, TPP, VE, SPP a iných elektrární. Ak bude mať ľudstvo akékoľvek požadované množstvo energie kdekoľvek, pristúpi k riešeniu environmentálnych problémov úplne inak. Samozrejme, za predpokladu, že bude musieť pokojne žiť na svojej planéte a čo je dobré, nebude zničená len jeho rodná Zem, ale aj celá slnečná sústava! Vidíte, a s energiou sa dá problém vyriešiť. Zároveň si dajte pozor na dôležitý detail – pri tejto metóde nebude potrebné zrýchľovať a spomaľovať hmotu paliva, ktorá teraz do značnej miery určuje hmotnosť lode.
No a čo samotná medzihviezdna loď, ako by mala byť usporiadaná? Áno, aspoň v podobe už známeho „lietajúceho taniera“. (Obr. 2.) V jeho prednej časti sú dva "éterové prívody", ktoré pohlcujú éter z okolitého priestoru. Za nimi sú komory vytvárania vírov, v ktorých sa prúdy éteru stáčajú a samostláčajú. Potom sa pozdĺž vírových kanálov éterové víry transportujú do anihilačnej komory, kde sa (rovnakými špirálovitými pohybmi, ale smerujúcimi opačne; anihilujú navzájom pluhom. Skondenzovaný éter už nie je zadržiavaný hraničnou vrstvou a exploduje , rozptyl vo všetkých smeroch. Tryskový prúd je vrhaný dozadu a dopredu - prúd, ktorý zachytáva celú loď a telo astronauta, ktoré sa zrýchľuje bez deformácie a loď letí pred svetlom, v bežnom euklidovskom priestore a v bežnom čase ...
Ale čo paradoxy dvojčiat, nárast hmoty a skrátenie dĺžky? Ale v žiadnom prípade. Postuláty – sú to postuláty – slobodné vynálezy, plody slobodnej fantázie. A musia byť zmietnuté nabok spolu s „teóriou“, ktorá ich zrodila. Lebo ak nastal čas, aby ľudstvo vyriešilo aplikované problémy, potom by ho nemali zastaviť žiadne nafúknuté autority so svojimi špekulatívnymi bariérami, ktoré prišli odnikiaľ.
Poznámka. Uvedené knihy je možné objednať na adrese: 140160, Žukovskij, Moskovský kraj, PO Box 285.
Všetko, čo sa nazýva „warp drive“, nás odkazuje skôr na Star Trek ako na NASA. Myšlienka Alcubierrovho warp pohonu je, že by to mohlo byť možné riešenie (alebo aspoň začiatok hľadania jedného) na prekonanie obmedzení vesmíru, ktoré ukladá pri cestovaní rýchlejším ako svetlo.
Základy tejto myšlienky sú celkom jednoduché a NASA na jej vysvetlenie používa príklad bežiaceho pásu. Hoci sa človek môže na bežiacom páse pohybovať konečnou rýchlosťou, kombinovaná rýchlosť človeka a bežiaceho pásu znamená, že koniec bude bližšie, ako by bol, keby kráčali na bežnom páse. Bežecký pás je práve taký, pohybuje sa časopriestorom v akejsi expanznej bubline. Pred warpovým pohonom sa časopriestor zmenšuje. Za ním sa rozširuje. Teoreticky to umožňuje motoru pohybovať cestujúcimi rýchlejšie, než je rýchlosť svetla. Predpokladá sa, že jeden z kľúčových princípov spojených s expanziou časopriestoru umožnil rýchlemu rozpínaniu vesmíru hneď po Veľkom tresku. Teoreticky by mal byť nápad celkom realizovateľný.
Je to hrozné, keď na Zemi nie je internet a nemôžete si stiahnuť Mapy Google do svojho smartfónu. Počas medzihviezdneho cestovania to bez neho bude ešte horšie. Vstup do vesmíru je len prvým krokom, vedci sa už začínajú pýtať, čo robiť, keď naše pilotované a bezpilotné sondy potrebujú prenášať správy späť na Zem.
V roku 2008 vykonala NASA prvý úspešný test medzihviezdnej verzie internetu. Projekt bol spustený už v roku 1998 ako súčasť partnerstva medzi laboratóriom Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA a Google. O desať rokov neskôr majú partneri systém DTN (Disruption-Tolerant Networking), ktorý umožňuje posielať snímky do kozmickej lode vzdialenej 30 miliónov kilometrov.
Technológia si musí vedieť poradiť s veľkými oneskoreniami a prerušeniami prenosov, takže môže pokračovať vo vysielaní aj v prípade prerušenia signálu na 20 minút. Môže prejsť cez všetko, medzi nimi alebo cez všetko, od slnečných erupcií a slnečných búrok až po otravné planéty, ktoré by mohli brániť prenosu údajov bez straty informácií.
Podľa Vinta Cerfa, jedného zo zakladateľov nášho pozemského internetu a priekopníka toho medzihviezdneho, systém DTN prekonáva všetky problémy, ktorými trpí tradičný protokol TCIP / IP, keď potrebuje pracovať s veľkými vzdialenosťami, a to v kozmickom meradle. . S TCIP/IP by vyhľadávanie Google na Marse trvalo tak dlho, že by sa výsledky počas spracovania požiadavky zmenili a niektoré informácie by sa vo výstupe stratili. S DTN inžinieri pridali niečo úplne nové – možnosť priradiť rôzne názvy domén k rôznym planétam a vybrať si, ktorú planétu chcete hľadať na internete.
A čo cestovanie na planéty, ktoré ešte nepoznáme? Scientific American naznačuje, že môže existovať spôsob, aj keď veľmi drahý a časovo náročný, ako dostať internet do Alpha Centauri. Vypustením série samoreplikujúcich sa von Neumannových sond možno vytvoriť dlhú sériu reléových staníc, ktoré môžu posielať informácie cez medzihviezdny okruh. Signál zrodený v našom systéme prejde cez sondy a dosiahne Alpha Centauri a naopak. Pravda, bude treba veľa sond, ktorých výstavba a spustenie si vyžiada miliardy. A vôbec, vzhľadom na to, že najvzdialenejšia sonda bude musieť prekonávať svoju cestu tisíce rokov, dá sa predpokladať, že za tento čas sa zmenia nielen technológie, ale aj celkové náklady na akciu. Neponáhľajme sa.
Kolonizácia embryonálneho priestoru
Jedným z najväčších problémov medzihviezdneho cestovania - a kolonizácie vo všeobecnosti - je množstvo času, ktoré trvá dostať sa kamkoľvek, dokonca aj s nejakými warp pohonmi v rukáve. Už samotná úloha dopraviť skupinu osadníkov na miesto určenia spôsobuje množstvo problémov, preto sa objavujú návrhy na vyslanie nie skupiny kolonistov s plne obsadenou posádkou, ale skôr lode plnej embryí – zárodkov budúcnosti ľudskosť. Keď loď dosiahne správnu vzdialenosť k svojmu cieľu, zmrazené embryá začnú rásť. Potom z nich vychádzajú deti, ktoré vyrastajú na lodi, a keď konečne dorazia do cieľa, majú všetky schopnosti počať novú civilizáciu.
Je zrejmé, že toto všetko zase vyvoláva obrovskú kopu otázok, napríklad kto a ako bude vykonávať kultiváciu embryí. Roboty by mohli vychovať ľudí, ale akí budú ľudia, ktorých vychovali roboty? Dokážu roboty pochopiť, čo dieťa potrebuje, aby rástlo a prosperovalo? Budú schopní pochopiť tresty a odmeny, ľudské emócie? Vo všeobecnosti sa ešte len ukáže, ako udržať zmrazené embryá neporušené stovky rokov a ako ich pestovať v umelom prostredí.
Jedným z navrhovaných riešení, ktoré by mohli vyriešiť problémy opatrovateľky, by bolo vytvorenie kombinácie lode s embryami a lode so zavesenou animáciou, v ktorej spia dospelí pripravení zobudiť sa, keď budú musieť vychovávať deti. Postupné roky rodičovstva spolu s návratom do hibernácie by teoreticky mohli viesť k stabilnej populácii. Starostlivo vytvorená dávka embryí môže poskytnúť genetickú diverzitu, ktorá udrží populáciu viac-menej stabilnú po vytvorení kolónie. Do lode s embryami možno zaradiť aj ďalšiu várku, ktorá ešte viac spestrí genetický fond.
Von Neumannove sondy
Všetko, čo postavíme a pošleme do vesmíru, nevyhnutne čelí vlastným výzvam a vyrobiť niečo, čo prejde milióny kilometrov a nezhorí, nerozpadne sa ani nezhasne, sa zdá byť úplne nemožná úloha. Riešenie tohto problému sa však možno našlo už pred desiatkami rokov. V 40. rokoch 20. storočia fyzik John von Neumann navrhol mechanickú technológiu, ktorá by bola replikovateľná, a hoci jeho nápad nemal nič spoločné s medzihviezdnym cestovaním, všetko nevyhnutne prišlo k tomuto. Výsledkom bolo, že von Neumannove sondy by sa teoreticky mohli použiť na prieskum rozsiahlych medzihviezdnych území. Podľa niektorých výskumníkov je myšlienka, že toto všetko nám napadlo ako prvé, nielen pompézna, ale aj nepravdepodobná.
Vedci z University of Edinburgh zverejnili v International Journal of Astrobiology článok, v ktorom skúmali nielen možnosť vytvorenia takejto technológie pre vlastné potreby, ale aj pravdepodobnosť, že to už niekto urobil. Na základe predchádzajúcich výpočtov, ktoré ukázali, ako ďaleko môže plavidlo cestovať pomocou rôznych spôsobov cestovania, vedci študovali, ako sa táto rovnica zmení, keď sa použije na samoreprodukujúce sa plavidlá a sondy.
Výpočty vedcov boli založené na samoreprodukujúcich sa sondách, ktoré by mohli využívať úlomky a iné vesmírne materiály na stavbu juniorských sond. Rodičovské a detské sondy by sa množili tak rýchlo, že by pokryli celú galaxiu len za 10 miliónov rokov – a to za predpokladu, že by sa pohybovali rýchlosťou 10 % rýchlosťou svetla. To by však znamenalo, že v určitom okamihu nás mali navštíviť nejaké takéto sondy. Keďže sme ich nevideli, môžeme si vyzdvihnúť pohodlné vysvetlenie: buď nie sme dostatočne technologicky vyspelí, aby sme vedeli, kde hľadať, resp.
Prak s čiernou dierou
Myšlienka využitia gravitácie planéty alebo mesiaca na streľbu ako z praku bola v našej slnečnej sústave prevzatá do prevádzky viac ako raz alebo dvakrát, predovšetkým sondou Voyager 2, ktorá dostala dodatočný tlak najprv od Saturnu a potom od Uránu. na ceste von zo systému. Myšlienka zahŕňa manévrovanie lode, ktoré jej umožní zvýšiť (alebo znížiť) rýchlosť, keď sa pohybuje gravitačným poľom planéty. Tento nápad milujú najmä spisovatelia sci-fi.
Spisovateľ Kip Thorne prišiel s myšlienkou, že takýto manéver by mohol pomôcť kozmickej lodi vyriešiť jeden z najväčších problémov medzihviezdneho cestovania: spotrebu paliva. A navrhol riskantnejší manéver: zrýchlenie pomocou binárnych čiernych dier. Na prejdenie kritickej dráhy z jednej čiernej diery do druhej by bolo potrebné spálenie paliva za minútu. Po niekoľkých otáčkach okolo čiernych dier zariadenie naberie rýchlosť blízku svetlu. Zostáva len dobre zacieliť a aktivovať raketový ťah, aby ste vytýčili kurz k hviezdam.
nepravdepodobné? Áno. Podivuhodný? určite. Thorne poukazuje na to, že s takýmto nápadom je veľa problémov, napríklad presné výpočty trajektórie a načasovania, ktoré by neumožnili poslať zariadenie priamo na najbližšiu planétu, hviezdu alebo iné teleso. Otázniky sú aj pri návrate domov, no ak sa rozhodnete pre takýto manéver, návrat určite neplánujete.
Precedens pre takýto nápad už bol vytvorený. V roku 2000 astronómovia objavili 13 supernov, ktoré lietali cez galaxiu neuveriteľnou rýchlosťou 9 miliónov kilometrov za hodinu. Vedci z University of Illinois v Urbana-Champagne zistili, že tieto svojvoľné hviezdy boli vyvrhnuté z galaxie párom čiernych dier, ktoré sa spojili do páru v procese deštrukcie a zlúčenia dvoch samostatných galaxií.
Spúšťač Starseed
Pokiaľ ide o vypustenie dokonca aj samoreprodukujúcich sa sond, je tu problém spotreby paliva. To ľuďom nebráni v hľadaní nových nápadov, ako spustiť sondy na medzihviezdne vzdialenosti. Tento proces by si vyžadoval megatony energie s využitím technológií, ktoré máme dnes.
Forrest Bishop z Inštitútu atómového inžinierstva uviedol, že vytvoril metódu na vypúšťanie medzihviezdnych sond, ktorá by si vyžadovala množstvo energie, ktoré je zhruba ekvivalentné výkonu autobatérie. Teoretický Starseed Launcher by bol dlhý zhruba 1000 kilometrov a pozostával by prevažne z drôtu a drôtu. Napriek svojej dĺžke sa to celé zmestilo do jednej nákladnej lode a nabíjalo sa 10-voltovou batériou.
Súčasťou plánu je vypustenie sond, ktoré majú hmotnosť niečo cez mikrogram a obsahujú len základné informácie potrebné na ďalšiu stavbu sond vo vesmíre. V sérii štartov môžu byť vypustené miliardy takýchto sond. Hlavným bodom plánu je, že samoreprodukujúce sa sondy sa budú môcť po štarte navzájom kombinovať. Samotný odpaľovač bude vybavený supravodivými magnetickými levitačnými cievkami, ktoré vytvárajú spätnú silu, ktorá zabezpečuje ťah. Bishop hovorí, že je potrebné vypracovať niektoré detaily plánu, ako napríklad pôsobenie sond proti medzihviezdnemu žiareniu a úlomkom, ale vo všeobecnosti sa môže začať stavať.
Špeciálne rastliny pre vesmírny život
Keď sa niekam dostaneme, budeme potrebovať spôsoby, ako pestovať jedlo a regenerovať kyslík. Fyzik Freeman Dyson ponúkol niekoľko zaujímavých nápadov, ako by sa to dalo urobiť.
V roku 1972 mal Dyson svoju slávnu prednášku na Birkbeck College v Londýne. Potom navrhol, že pomocou nejakej genetickej manipulácie by mohli vzniknúť stromy, ktoré by mohli nielen rásť, ale aj prosperovať na nehostinnom povrchu, napríklad kométy. Preprogramujte strom tak, aby odrážal ultrafialové svetlo a účinnejšie šetril vodu, a strom nielenže zakorení a vyrastie, ale narastie do veľkosti nemysliteľnej podľa pozemských noriem. V rozhovore Dyson naznačil, že v budúcnosti by mohli existovať čierne stromy vo vesmíre aj na Zemi. Stromy na báze kremíka by boli efektívnejšie a efektívnosť je kľúčom k dlhovekosti. Dyson zdôrazňuje, že tento proces nezaberie minúty – možno o dvesto rokov konečne prídeme na to, ako prinútiť stromy rásť vo vesmíre.
Dysonov nápad nie je až taký smiešny. NASA Advanced Concepts Institute je celé oddelenie, ktoré sa venuje riešeniu problémov budúcnosti, medzi ktoré patrí aj pestovanie stabilných rastlín na povrchu Marsu. Dokonca aj skleníkové rastliny na Marse budú prosperovať v extrémnych podmienkach a vedci sa snažia porovnať rastliny s extrémofilmi, malými mikroskopickými organizmami, ktoré prežívajú v niektorých z najdrsnejších prostredí na Zemi. Od vysokohorských paradajok, ktoré majú zabudovanú odolnosť voči ultrafialovému svetlu, až po baktérie, ktoré prežívajú v najchladnejších, najhorúcejších a najhlbších kútoch zemegule, možno jedného dňa poskladáme marťanskú záhradu. Zostáva len zistiť, ako dať všetky tieto tehly dohromady.
Využitie miestnych zdrojov
Život mimo zeme môže byť na Zemi nový, ale pokiaľ ide o mesačné misie vo vesmíre, stáva sa nevyhnutnosťou. NASA v súčasnosti okrem iného skúma aj otázku likvidácie miestnych zdrojov (ISRU). Na vesmírnej lodi nie je veľa miesta a budovanie systémov na použitie materiálov nájdených vo vesmíre a na iných planétach bude nevyhnutné pre akúkoľvek dlhodobú kolonizáciu alebo cestovanie, najmä ak je cieľom miesto, kde budú zásoby, palivo, jedlo. byť veľmi ťažké doručiť atď. Prvé pokusy demonštrovať možnosti využitia miestnych zdrojov sa uskutočnili na svahoch havajských sopiek a počas polárnych misií. V zozname úloh sú také položky, ako je ťažba zložiek paliva z popola a iného prirodzene prístupného terénu.
V auguste 2014 NASA oznámila, že ukazuje nové hračky, ktoré pôjdu na Mars s ďalším roverom, ktorý odštartuje v roku 2020. Medzi nástrojmi v arzenáli nového roveru je MOXIE, experiment s lokálnym využívaním zdrojov v podobe marťanského kyslíka. MOXIE vezme Martovu nedýchateľnú atmosféru (96% oxidu uhličitého) a rozdelí ju na kyslík a oxid uhoľnatý. Zariadenie bude schopné vyprodukovať 22 gramov kyslíka za každú hodinu prevádzky. NASA tiež dúfa, že MOXIE bude môcť predviesť niečo iné – nepretržitú prevádzku bez kompromisov v produktivite alebo efektívnosti. MOXIE môže byť nielen dôležitým krokom k dlhodobým mimozemským misiám, ale tiež pripraviť cestu pre mnohých potenciálnych premieňačov škodlivých plynov na užitočné.
2 oblek
Reprodukcia vo vesmíre sa môže stať problematickou na rôznych úrovniach, najmä v mikrogravitácii. V roku 2009 japonské experimenty na myších embryách ukázali, že aj keď k oplodneniu dôjde v nenulovej gravitácii, embryá, ktoré sa vyvíjajú mimo obvyklého ťahu Zeme (alebo ekvivalentu), sa nevyvíjajú normálne. Keď sa bunky musia deliť a vykonávať špeciálne akcie, vznikajú problémy. To neznamená, že k oplodneniu nedôjde: myšie embryá, počaté vo vesmíre a implantované do myších samíc na Zemi, úspešne vyrástli a bez problémov sa narodili.
Z toho vyplýva aj ďalšia otázka: ako presne funguje výroba detí v mikrogravitácii? Fyzikálne zákony, najmä to, že každá akcia má rovnakú a opačnú reakciu, robí jej mechaniku trochu smiešnou. Vanna Bonta, spisovateľka, herečka a vynálezkyňa, sa rozhodla brať tento problém vážne.
A vytvorila 2suit: oblek, v ktorom sa dvaja ľudia môžu skryť a začať produkovať deti. Dokonca to preverili. V roku 2008 bol 2suit testovaný na takzvanej Vomit Comet (lietadle, ktoré robí ostré zákruty a vytvára nepatrné podmienky beztiaže). Kým Bonta naznačuje, že medové týždne vo vesmíre by sa vďaka jej vynálezu mohli stať realitou, oblek má praktickejšie využitie, ako napríklad uchovanie telesného tepla v prípade núdze.
Projekt Longshot
Projekt Longshot zostavila skupina Námornej akadémie USA a NASA v rámci spoločnej práce koncom 80. rokov. Konečným cieľom plánu bolo vypustiť niečo na prelome 21. storočia, konkrétne sondu bez posádky, ktorá by smerovala k Alpha Centauri. Trvalo by mu 100 rokov, kým by dosiahol svoj cieľ. Pred spustením však bude potrebovať niekoľko kľúčových komponentov, ktoré je tiež potrebné vyvinúť.
Okrem komunikačných laserov, odolných jadrových štiepnych reaktorov a inerciálneho laserového fúzneho raketového motora tu boli aj ďalšie prvky. Sonda musela získať nezávislé myslenie a funkciu, pretože by bolo takmer nemožné komunikovať na medzihviezdne vzdialenosti dostatočne rýchlo na to, aby informácie zostali relevantné, keď by dosiahli bod príjmu. Všetko muselo byť aj neskutočne odolné, keďže sonda by do cieľa dorazila o 100 rokov.
Longshot mal byť poslaný do Alpha Centauri s rôznymi úlohami. V podstate musel zbierať astronomické údaje, ktoré by presne vypočítali vzdialenosti na miliardy, ak nie bilióny iných hviezd. Ale ak sa minie jadrový reaktor poháňajúci prístroj, misia sa tiež zastaví. Longshot bol veľmi ambiciózny plán, ktorý sa nikdy nerozbehol.
To však neznamená, že myšlienka zomrela v zárodku. V roku 2013 sa projekt Longshot II doslova vzlietol zo zeme v podobe študentského projektu Icarus Interstellar. Od predstavenia pôvodného Longshotu prešli desaťročia technologického pokroku, ktorý je možné aplikovať na novú verziu a program ako celok prešiel zásadným prepracovaním. Upravili sa náklady na palivo, čas misie sa skrátil na polovicu a celý dizajn Longshotu bol prepracovaný od hlavy po päty.
Finálny návrh bude zaujímavým ukazovateľom toho, ako sa neriešiteľný problém mení s pridávaním nových technológií a informácií. Fyzikálne zákony zostávajú rovnaké, no o 25 rokov neskôr má Longshot možnosť dostať druhý dych a ukázať nám, aké by malo byť medzihviezdne cestovanie budúcnosti.
Zdroj: listverse.com
