Modern teknolojiler ve keşifler uzay araştırmalarını tamamen yeni bir seviyeye taşıyor ancak yıldızlararası yolculuk hâlâ bir hayal. Ama bu kadar gerçekçi ve ulaşılamaz mı? Şimdi ne yapabiliriz ve yakın gelecekte neler bekleyebiliriz?
Kepler teleskopundan elde edilen verileri inceleyen gökbilimciler, potansiyel olarak yaşanabilir 54 ötegezegen keşfetti. Bu uzak dünyalar yaşanabilir bölgededir, yani. Merkezi yıldızdan belirli bir mesafede, suyun gezegenin yüzeyinde sıvı halde tutulmasına izin veriyor.
Ancak, Güneş Sistemi ile en yakın komşularımız arasındaki muazzam mesafe nedeniyle, Evrende yalnız olup olmadığımız şeklindeki ana sorunun cevabını elde etmek zordur. Örneğin, "gelecek vaat eden" gezegen Gliese 581g, 20 ışıkyılı uzaklıkta bulunuyor - bu, kozmik standartlara göre yeterince yakın, ancak yine de karasal araçlar için çok uzak.
Dünya'dan 100 ışıkyılı veya daha kısa bir yarıçap içinde yer alan ötegezegenlerin bolluğu ve bunların insanlık için temsil ettiği muazzam bilimsel ve hatta uygarlık ilgisi, bizi şimdiye kadarki fantastik yıldızlararası yolculuk fikrine yeni bir bakış atmaya zorluyor.
Diğer yıldızlara uçuş elbette bir teknoloji meselesidir. Üstelik bu kadar uzak bir hedefe ulaşmak için çeşitli olasılıklar var ve şu ya da bu yöntem lehine seçim henüz yapılmadı.
İnsanlık zaten yıldızlararası araçları uzaya gönderdi: Pioneer ve Voyager sondaları. Şu anda güneş sistemini terk ettiler, ancak hızları hedefe hızlı bir şekilde ulaşılmasından bahsetmemize izin vermiyor. Böylece yaklaşık 17 km/s hızla hareket eden Voyager 1, en yakın yıldız Proxima Centauri'ye (4,2 ışık yılı) bile inanılmaz derecede uzun bir süre - 17 bin yıl - uçacak.
Modern roket motorlarıyla Güneş Sistemi'nin ötesine geçemeyeceğimiz açık: 1 kg kargoyu yakınlardaki Proxima Centauri'ye bile taşımak için onbinlerce ton yakıt gerekiyor. Aynı zamanda geminin kütlesi arttıkça gerekli yakıt miktarı da artar ve onu taşımak için ilave yakıta ihtiyaç duyulur. Kimyasal yakıtlı tanklara son veren kısır döngü - milyarlarca ton ağırlığında bir uzay gemisinin inşası kesinlikle inanılmaz bir girişim gibi görünüyor. Tsiolkovsky'nin formülünü kullanan basit hesaplamalar, kimyasal olarak tahrik edilen uzay aracını ışık hızının yaklaşık %10'una kadar hızlandırmanın, bilinen evrende mevcut olandan daha fazla yakıt gerektireceğini göstermektedir.
Nükleer füzyon reaksiyonu, birim kütle başına kimyasal yanma süreçlerinden ortalama bir milyon kat daha fazla enerji üretir. Bu nedenle 1970'lerde NASA dikkatini termonükleer roket motorlarının kullanılması olasılığına çevirdi. Daedalus insansız uzay aracı projesi, küçük termonükleer yakıt topaklarının bir yanma odasına besleneceği ve elektron ışınlarıyla ateşleneceği bir motorun yaratılmasını içeriyordu. Termonükleer reaksiyon ürünleri motor nozulundan dışarı fırlar ve gemiye hızlanma sağlar.
Uzay gemisi Daedalus'un Empire State Binası ile karşılaştırılması
Daedalus'un 4 ve 2 mm çapında 50 bin ton yakıt topağı alması gerekiyordu. Granüller, döteryum ve trityum içeren bir çekirdek ile helyum-3 kabuğundan oluşur. İkincisi, yakıt peletinin kütlesinin yalnızca% 10-15'ini oluşturur, ancak aslında yakıttır. Helyum-3 Ay'da bol miktarda bulunur ve döteryum nükleer endüstride yaygın olarak kullanılır. Döteryum çekirdeği, füzyon reaksiyonunu ateşleyen bir fünye görevi görür ve güçlü bir manyetik alan tarafından kontrol edilen reaktif bir plazma jetinin serbest bırakılmasıyla güçlü bir reaksiyonu tetikler. Daedalus motorunun ana molibden yanma odasının 218 tondan fazla, ikinci aşama odasının ise 25 ton olması gerekiyordu. Manyetik süper iletken bobinler de devasa reaktöre uyuyor: birincisi 124,7 ton, ikincisi ise 43,6 ton. Karşılaştırma için mekiğin kuru ağırlığı 100 tondan az.
Daedalus uçuşunun iki aşamalı olması planlanmıştı: İlk aşamadaki motorun 2 yıldan fazla çalışması ve 16 milyon yakıt peleti yakması gerekiyordu. Birinci kademenin ayrılmasından sonra ikinci kademe motoru neredeyse iki yıl çalıştı. Böylece Daedalus, 3,81 yıllık sürekli ivmelenmeyle ışık hızının %12,2'si kadar bir maksimum hıza ulaşmış olacaktı. Böyle bir gemi, Barnard yıldızına olan mesafeyi (5,96 ışıkyılı) 50 yılda kat edecek ve uzak bir yıldız sistemi üzerinden uçarak gözlemlerinin sonuçlarını radyo aracılığıyla Dünya'ya aktarabilecek. Böylece misyonun tamamı yaklaşık 56 yıl sürecek.
Daedalus'un sayısız sisteminin güvenilirliğini sağlamanın büyük zorluklarına ve devasa maliyetine rağmen bu proje, mevcut teknoloji seviyesinde hayata geçirilebilmektedir. Üstelik 2009 yılında meraklılardan oluşan bir ekip termonükleer gemi projesi üzerindeki çalışmaları yeniden canlandırdı. Proje Icarus şu anda yıldızlararası uzay aracı sistemleri ve malzemelerinin teorik gelişimine ilişkin 20 bilimsel konuyu içermektedir.
Böylece, 10 ışıkyılı kadar uzaklıklara insansız yıldızlararası uçuşlar bugün zaten mümkün; bu da yaklaşık 100 yıllık uçuş artı radyo sinyalinin Dünya'ya geri dönüş süresini alacak. Alpha Centauri, Barnard's Star, Sirius, Epsilon Eridani, UV Ceti, Ross 154 ve 248, CN Leo, WISE 1541-2250 yıldız sistemleri bu yarıçapa uyar. Görebildiğimiz gibi, Dünya'nın yakınında insansız görevler kullanılarak incelenebilecek yeterli sayıda nesne var. Peki ya robotlar karmaşık bir biyosfer gibi gerçekten alışılmadık ve benzersiz bir şey bulursa? İnsan katılımıyla yapılacak bir keşif gezisi uzak gezegenlere gidebilecek mi?
Ömür boyu uçuş
Bugün insansız bir gemi inşa etmeye başlayabilirsek, insanlı bir gemide durum daha karmaşıktır. Her şeyden önce uçuş süresi meselesi ciddidir. Aynı Barnard yıldızını ele alalım. Kozmonotların okuldan insanlı bir uçuş için hazırlıklı olmaları gerekecek, çünkü Dünya'dan fırlatma 20. yıl dönümünde gerçekleşse bile, uzay aracı 70. hatta 100. yıl dönümünde görev hedefine ulaşacak (frenleme ihtiyacı dikkate alınarak, insansız uçuşta gerekli değildir). Mürettebatın genç yaşta seçilmesi, psikolojik uyumsuzluk ve kişilerarası çatışmalarla doludur ve 100 yaş, gezegenin yüzeyinde verimli bir çalışma ve eve dönüş için umut vermez.
Ancak geri dönmenin bir anlamı var mı? Çok sayıda NASA çalışması hayal kırıklığı yaratan bir sonuca varıyor: Sıfır yerçekiminde uzun süre kalmak astronotların sağlığını geri dönülemez bir şekilde mahvedecek. Bu nedenle, biyoloji profesörü Robert Fitts'in ISS astronotlarıyla yaptığı çalışma, uzay aracında yoğun fiziksel egzersiz yapılmasına rağmen, Mars'a yapılacak üç yıllık bir görevden sonra baldır kasları gibi büyük kasların %50 oranında zayıflayacağını gösteriyor. Kemik mineral yoğunluğu da benzer şekilde azalır. Sonuç olarak, aşırı durumlarda çalışma ve hayatta kalma yeteneği önemli ölçüde azalacak ve normal yer çekimine uyum sağlama süresi en az bir yıl olacaktır. Onlarca yıl boyunca sıfır yerçekiminde uçuş yapmak, astronotların yaşamlarının sorgulanmasına neden olacak. Belki insan vücudu, örneğin yavaş yavaş artan yerçekimi ile frenleme sırasında iyileşebilecektir. Ancak ölüm riski hala çok yüksek ve radikal bir çözüm gerektiriyor.
Stanford Tor, dönen bir çemberin içinde tüm şehirlerin bulunduğu devasa bir yapıdır.
Ne yazık ki yıldızlararası bir gemide ağırlıksızlık sorununu çözmek o kadar basit değil. Konut modülünü döndürerek yapay yerçekimi yaratma yeteneğimizin bir takım zorlukları var. Yer çekimini yaratmak için çapı 200 m olan bir tekerleğin bile dakikada 3 devir hızla dönmesi gerekir. Bu kadar hızlı dönüşle Cariolis kuvveti, insanın vestibüler sistemi için tamamen dayanılmaz yükler yaratarak mide bulantısına ve akut deniz tutması ataklarına neden olacaktır. Bu sorunun tek çözümü, Stanford Üniversitesi'ndeki bilim adamlarının 1975 yılında geliştirdiği Stanford Tor'dur. Bu, 10 bin astronotun yaşayabileceği, 1,8 km çapında devasa bir halka. Büyüklüğü nedeniyle 0,9-1,0 gr yer çekimi kuvveti sağlayarak insanlara oldukça rahat bir yaşam sağlar. Bununla birlikte, dakikada bir devirden daha düşük dönüş hızlarında bile, insanlar yine de hafif fakat gözle görülür bir rahatsızlık yaşayacaklardır. Üstelik böylesine devasa bir yaşam bölmesi yapılırsa torusun ağırlık dağılımındaki en küçük kaymalar bile dönüş hızını etkileyerek tüm yapının titreşimlerine neden olacaktır.
Radyasyon sorunu da karmaşık olmaya devam ediyor. Astronotlar, Dünya'nın yakınında bile (ISS'de) radyasyona maruz kalma tehlikesi nedeniyle altı aydan fazla kalmazlar. Gezegenlerarası uzay aracının ağır korumayla donatılması gerekecek, ancak radyasyonun insan vücudu üzerindeki etkisi sorunu devam ediyor. Özellikle sıfır yerçekiminde gelişimi pratikte incelenmemiş olan kanser riski. Bu yılın başlarında, Köln'deki Alman Havacılık ve Uzay Merkezi'nden bilim adamı Krasimir Ivanov, melanom hücrelerinin (cilt kanserinin en tehlikeli türü) sıfır yerçekimindeki davranışlarına ilişkin ilginç bir çalışmanın sonuçlarını yayınladı. Normal yerçekiminde büyüyen kanser hücreleriyle karşılaştırıldığında, sıfır yer çekiminde 6 ve 24 saat boyunca büyüyen hücrelerin metastaz yapma olasılığı daha düşüktü. Bu iyi bir haber gibi görünüyor, ancak yalnızca ilk bakışta. Gerçek şu ki, bu tür "uzay" kanseri onlarca yıl boyunca hareketsiz kalabilir ve bağışıklık sistemi bozulduğunda beklenmedik bir şekilde büyük ölçekte yayılabilir. Ayrıca çalışma, insan vücudunun uzaya uzun süre maruz kalmaya verdiği tepki hakkında hala çok az şey bildiğimizi açıkça ortaya koyuyor. Günümüzde sağlıklı, güçlü insanlar olan astronotlar, deneyimlerini uzun bir yıldızlararası uçuşa aktarmak için orada çok az zaman harcıyorlar.
Zaten 10 bin kişilik bir geminin olması şüpheli bir fikir. Bu kadar insan için güvenilir bir ekosistem yaratabilmek için çok sayıda bitkiye, 60 bin tavuğa, 30 bin tavşana ve bir büyükbaş hayvan sürüsüne ihtiyacınız var. Bu tek başına günde 2.400 kalorilik bir diyet sağlayabilir. Ancak bu tür kapalı ekosistemler yaratmaya yönelik tüm deneyler her zaman başarısızlıkla sonuçlanır. Böylece, Space Bisfer Ventures'ın gerçekleştirdiği en büyük deney olan "Biyosfer-2" sırasında, 3 bin bitki ve hayvan türünün yer aldığı toplam 1,5 hektarlık hermetik binalardan oluşan bir ağ inşa edildi. Tüm ekosistemin, 8 kişinin yaşadığı, kendi kendini idame ettirebilen küçük bir "gezegen" haline gelmesi gerekiyordu. Deney 2 yıl sürdü, ancak sadece birkaç hafta sonra ciddi sorunlar başladı: Mikroorganizmalar ve böcekler kontrolsüz bir şekilde çoğalmaya, oksijeni ve bitkileri çok fazla tüketmeye başladı; ayrıca rüzgar olmadan bitkilerin çok kırılgan hale geldiği ortaya çıktı. Yerel bir çevre felaketi sonucunda insanlar kilo vermeye başladı, oksijen miktarı% 21'den% 15'e düştü ve bilim adamları deney koşullarını ihlal ederek sekiz "kozmonota" oksijen ve yiyecek sağlamak zorunda kaldı.
Dolayısıyla karmaşık ekosistemlerin yaratılması, yıldızlararası bir uzay aracının mürettebatına oksijen ve beslenme sağlamanın yanlış ve tehlikeli bir yolu gibi görünüyor. Bu sorunu çözmek için, ışık, atık ve basit maddelerle beslenebilen, genleri değiştirilmiş özel olarak tasarlanmış organizmalara ihtiyaç duyulacaktır. Örneğin, yenilebilir yosun klorella üretimi için kullanılan büyük modern atölyeler, günde 40 tona kadar süspansiyon üretebilmektedir. Birkaç ton ağırlığındaki tamamen otonom bir biyoreaktör, günde 300 litreye kadar klorella süspansiyonu üretebilir; bu, birkaç düzine kişilik bir mürettebatı beslemek için yeterlidir. Genetiği değiştirilmiş klorella, yalnızca mürettebatın beslenme ihtiyaçlarını karşılamakla kalmıyor, aynı zamanda karbondioksit de dahil olmak üzere proses atıklarını da karşılayabiliyor. Günümüzde mikroalglerin genetik mühendisliği süreci sıradan hale geldi ve atık su arıtımı, biyoyakıt üretimi vb. için geliştirilen çok sayıda örnek var.
donmuş rüya
İnsanlı yıldızlararası uçuşla ilgili yukarıdaki sorunların neredeyse tamamı, çok umut verici bir teknolojiyle çözülebilir: askıya alınmış animasyon veya aynı zamanda kriyostaz olarak da bilinir. Anabiyoz, insan yaşam süreçlerinin en az birkaç kez yavaşlamasıdır. Bir insanı, metabolizmasını 10 kat yavaşlatan böyle yapay bir uyuşukluğa sokmak mümkünse, 100 yıllık bir uçuş sırasında uykusunda yalnızca 10 yıl yaşlanacaktır. Bu, beslenme, oksijen temini, zihinsel bozukluklar ve ağırlıksızlığın etkileri sonucu vücutta meydana gelen tahribat sorunlarının çözülmesini kolaylaştırır. Ayrıca, asılı animasyon odalarının bulunduğu bir bölmeyi mikro meteoritlerden ve radyasyondan korumak, geniş bir yaşanabilir bölgeye göre daha kolaydır.
Maalesef insan yaşam süreçlerini yavaşlatmak son derece zor bir iştir. Ancak doğada kış uykusuna yatabilen ve yaşam beklentisini yüzlerce kez artırabilen organizmalar var. Örneğin Sibirya semenderi adı verilen küçük bir kertenkele, zor zamanlarda kış uykusuna yatabilir ve eksi 35-40°C sıcaklıkta bir buz bloğu halinde donup kaldığında bile onlarca yıl hayatta kalabilir. Semenderlerin yaklaşık 100 yıl boyunca kış uykusunda kaldıkları ve sanki hiçbir şey olmamış gibi çözülüp şaşkın araştırmacılardan kaçtıkları bilinen durumlar vardır. Üstelik bir kertenkelenin olağan "sürekli" yaşam beklentisi 13 yılı geçmiyor. Semenderin şaşırtıcı yeteneği, karaciğerinin, hücreleri düşük sıcaklıklardan koruyan, vücut ağırlığının neredeyse% 40'ı kadar büyük miktarda gliserol sentezlemesiyle açıklanmaktadır.
Bir kişinin kriyostaza daldırılmasının önündeki ana engel, vücudumuzun% 70'ini oluşturan sudur. Dondurulduğunda hacmi %10 artan buz kristallerine dönüşür ve bu da hücre zarının yırtılmasına neden olur. Ayrıca hücre dondukça hücre içinde çözünen maddeler kalan suya göç ederek hücre içi iyon değişim süreçlerinin yanı sıra proteinlerin ve diğer hücreler arası yapıların organizasyonunu da bozar. Genel olarak donma sırasında hücrelerin yok olması, kişinin hayata dönmesini imkansız hale getirir.
Ancak bu sorunu çözmenin umut verici bir yolu var: klatrat hidratlar. Bunlar, 1810 yılında İngiliz bilim adamı Sir Humphry Davy'nin suya yüksek basınçlı klor kattığı ve katı yapıların oluşumuna tanık olduğu zaman keşfedildi. Bunlar, yabancı gaz içeren su buzu biçimlerinden biri olan klatrat hidratlardı. Buz kristallerinin aksine, klatrat kafesleri daha az katıdır, keskin kenarları yoktur, ancak hücre içi maddelerin "saklanabileceği" boşluklara sahiptir. Klatrat askıya alınmış animasyon teknolojisi basit olacaktır: ksenon veya argon gibi bir inert gaz, sıcaklık sıfırın hemen altındadır ve hücresel metabolizma, kişi kriyostaza düşene kadar yavaş yavaş yavaşlamaya başlar. Ne yazık ki, klatrat hidratların oluşumu yüksek basınç (yaklaşık 8 atmosfer) ve suda çözünmüş çok yüksek konsantrasyonda gaz gerektirir. Bu alanda bazı başarılar elde edilmiş olmasına rağmen, canlı bir organizmada bu tür koşulların nasıl yaratılacağı hala bilinmemektedir. Böylece klatratlar, kriyojenik sıcaklıklarda (100 santigrat derecenin altında) bile kalp kası dokusunu mitokondri tahribatından koruyabiliyor ve hücre zarlarının hasar görmesini önleyebiliyor. Kriyostaz teknolojilerine yönelik ticari talebin az olması ve bu konuyla ilgili araştırmaların çoğunlukla ölülerin bedenlerinin dondurulmasına yönelik hizmetler sunan küçük şirketler tarafından yürütülmesi nedeniyle insanlarda klatrat askıya alınmış animasyon üzerine deneylerden henüz bahsedilmiyor.
Hidrojenle uçuş
1960 yılında fizikçi Robert Bussard, yıldızlararası yolculukla ilgili sorunların çoğunu çözen orijinal ramjet termonükleer motor konseptini önerdi. Buradaki fikir, uzayda bulunan hidrojen ve yıldızlararası tozu kullanmaktır. Böyle bir motora sahip bir uzay aracı, önce kendi yakıtıyla hızlanır ve ardından, uzaydan hidrojeni yakalayan, binlerce kilometre çapında devasa bir manyetik alan hunisini açar. Bu hidrojen, bir füzyon roketi motoru için tükenmez bir yakıt kaynağı olarak kullanılır.
Bussard motorunun kullanılması çok büyük avantajlar vaat ediyor. Öncelikle “bedava” yakıt sayesinde 1 g sabit ivmeyle hareket etmek mümkün oluyor, bu da ağırlıksızlıkla ilgili tüm sorunların ortadan kalkması anlamına geliyor. Ek olarak motor, ışık hızının %50'si ve hatta daha fazlası gibi muazzam hızlara çıkmanıza olanak tanır. Teorik olarak, 1 g ivmeyle hareket eden Bussard motoruna sahip bir gemi, yaklaşık 12 Dünya yılında 10 ışıkyılı mesafe kat edebilir ve mürettebat için göreceli etkilerden dolayı sadece 5 yıllık bir gemi süresi geçmiş olacaktır.
Ne yazık ki Bussard motorlu bir gemi yaratmanın yolu, mevcut teknoloji düzeyinde çözülemeyen bir takım ciddi sorunlarla karşı karşıyadır. Öncelikle hidrojen için devasa güçte manyetik alanlar üreten dev ve güvenilir bir tuzak oluşturmak gerekiyor. Aynı zamanda minimum düzeyde kayıp ve hidrojenin termonükleer reaktöre verimli bir şekilde taşınmasını sağlamalıdır. Bussard tarafından önerilen, dört hidrojen atomunu bir helyum atomuna dönüştüren termonükleer reaksiyon süreci birçok soruyu gündeme getiriyor. Gerçek şu ki, bu en basit reaksiyonun tek geçişli bir reaktörde uygulanması zordur, çünkü çok yavaş ilerler ve prensip olarak yalnızca yıldızların içinde mümkündür.
Bununla birlikte, termonükleer füzyon çalışmalarındaki ilerleme, örneğin "egzotik" izotopların ve antimaddenin reaksiyon için katalizör olarak kullanılmasıyla sorunun çözülebileceğine dair umut veriyor.
Şu ana kadar Bussard motoru konusuna ilişkin araştırmalar yalnızca teorik düzlemde kaldı. Gerçek teknolojilere dayalı hesaplamalar gereklidir. Her şeyden önce, manyetik tuzağa güç sağlamak ve termonükleer reaksiyonu sürdürmek, antimadde üretmek ve dev elektromanyetik "yelkeni" yavaşlatacak yıldızlararası ortamın direncini aşmak için yeterli enerji üretebilen bir motor geliştirmek gerekiyor.
Antimadde kurtarmaya koşuyor
Bu kulağa tuhaf gelebilir ama bugün insanlık, sezgisel ve görünüşte basit Bussard ramjet motorundan ziyade bir antimadde motoru yaratmaya daha yakın.
Hbar Technologies tarafından geliştirilen sonda, uranyum 238 ile kaplanmış ince karbon fiber bir yelkene sahip olacak. Antihidrojen yelkene çarptığında yok olacak ve jet itme kuvveti oluşturacak.
Hidrojen ve antihidrojenin yok edilmesinin bir sonucu olarak, bir roket motoru için çıkış hızı maksimuma ulaşan güçlü bir foton akışı oluşur; ışık hızı. Bu, fotonla çalışan bir uzay aracının ışığa yakın çok yüksek hızlara ulaşmasını sağlayan ideal bir göstergedir. Ne yazık ki, antimaddeyi roket yakıtı olarak kullanmak çok zordur çünkü imha sırasında astronotları öldürecek güçlü gama radyasyonu patlamaları meydana gelir. Ayrıca, büyük miktarlarda antimaddeyi depolamaya yönelik teknolojiler henüz mevcut değil ve tonlarca antimaddenin Dünya'dan uzakta uzayda bile birikmesi gerçeği ciddi bir tehdittir, çünkü bir kilogram antimaddenin bile yok edilmesi nükleer bir nükleer silaha eşdeğerdir. 43 megaton gücünde patlama (böyle bir kuvvetin patlaması üçte birini çöl ABD topraklarına dönüştürebilir). Antimaddenin maliyeti, fotonla çalışan yıldızlararası uçuşu zorlaştıran başka bir faktördür. Modern antimadde üretim teknolojileri, onlarca trilyon dolar maliyetle bir gram antihidrojen üretmeyi mümkün kılıyor.
Ancak büyük antimadde araştırma projeleri meyvelerini veriyor. Şu anda, manyetik alanlardan yapılmış duvarlara sahip, sıvı helyumla soğutulan kaplar olan "manyetik şişeler" adlı özel pozitron depolama tesisleri oluşturulmuştur. Bu yılın haziran ayında CERN bilim insanları antihidrojen atomlarını 2000 saniye boyunca korumayı başardılar. Bir trilyondan fazla pozitron biriktirebilecek dünyanın en büyük antimadde deposu Kaliforniya Üniversitesi'nde (ABD) inşa ediliyor. UC bilim adamlarının hedeflerinden biri, büyük hızlandırıcılardan uzak, bilimsel amaçlarla kullanılabilecek taşınabilir antimadde tankları yaratmaktır. Proje, antimaddenin askeri uygulamalarıyla ilgilenen Pentagon'un desteğini alıyor, dolayısıyla dünyanın en büyük manyetik şişe dizisinin finansman sıkıntısı çekmesi pek olası değil.
Modern hızlandırıcılar birkaç yüzyıl içinde bir gram antihidrojen üretebilecek. Bu çok uzun bir zaman, dolayısıyla tek çıkış yolu antimadde üretimi için yeni bir teknoloji geliştirmek veya gezegenimizdeki tüm ülkelerin çabalarını birleştirmektir. Ancak bu durumda bile modern teknolojilerle yıldızlararası insanlı uçuş için onlarca ton antimadde üretmenin hayal edilmesi bile imkansızdır.
Ancak her şey o kadar da üzücü değil. NASA uzmanları, yalnızca bir mikrogram antimaddeyle derin uzaya gidebilecek uzay aracı için çeşitli tasarımlar geliştirdi. NASA, geliştirilmiş ekipmanın gram başına yaklaşık 5 milyar dolar maliyetle antiproton üretmeyi mümkün kılacağına inanıyor.
Amerikan şirketi Hbar Technologies, NASA'nın desteğiyle, antihidrojenle çalışan bir motorla çalıştırılan insansız sondalar konseptini geliştiriyor. Bu projenin ilk hedefi, güneş sisteminin eteklerindeki Kuiper kuşağına 10 yıldan daha kısa bir sürede uçabilecek insansız bir uzay aracı yaratmak. Bugün bu kadar uzak noktalara 5-7 yılda uçmak mümkün değil, özellikle NASA'nın Yeni Ufuklar sondası fırlatıldıktan 15 yıl sonra Kuiper Kuşağı'ndan geçecek.
250 AU mesafe kat eden bir sonda. 10 yıl içinde, yalnızca 10 mg taşıma kapasitesiyle çok küçük olacak, ancak aynı zamanda biraz antihidrojene de ihtiyaç duyacak - 30 mg. Tevatron bu miktarı birkaç on yıl içinde üretecek ve bilim insanları yeni motor konseptini gerçek bir uzay görevinde test edebilecek.
Ön hesaplamalar, Alpha Centauri'ye benzer şekilde küçük bir sondanın gönderilebileceğini de gösteriyor. Bir gram antihidrojenle 40 yıl içinde uzak bir yıldıza ulaşacak.
Yukarıdakilerin hepsinin fantezi olduğu ve yakın gelecekle hiçbir ilgisi olmadığı görünebilir. Neyse ki durum böyle değil. Kamuoyunun dikkati küresel krizlere, pop yıldızlarının başarısızlıklarına ve diğer güncel olaylara odaklanırken, çığır açan girişimler gölgede kalıyor. NASA uzay ajansı, gezegenler arası ve yıldızlararası uçuşlar için kademeli ve çok yıllı bir bilimsel ve teknolojik temelin oluşturulmasını içeren iddialı 100 Yıllık Yıldız Gemisi projesini başlattı. Bu programın insanlık tarihinde hiçbir benzeri yoktur ve dünyanın her yerinden bilim adamlarını, mühendisleri ve diğer mesleklerden meraklıları çekmelidir. Çeşitli uzay uçuşu teknolojilerini tartışmak üzere 30 Eylül - 2 Ekim 2011 tarihleri arasında Orlando, Florida'da bir sempozyum düzenlenecek. Bu tür olayların sonuçlarına dayanarak, NASA uzmanları, şu anda eksik olan ancak gelecekteki yıldızlararası yolculuk için gerekli olan teknolojileri geliştiren belirli endüstrilere ve şirketlere yardımcı olacak bir iş planı geliştirecek. NASA'nın iddialı programı başarılı olursa, 100 yıl içinde insanlık yıldızlararası bir uzay aracı inşa edebilecek ve bugün kıtadan kıtaya uçtuğumuz kadar kolaylıkla güneş sistemi etrafında dolaşabileceğiz.
Gerçekten güneş sisteminin ötesinde bilinmeyen gezegenlere ulaşabilecek miyiz? Bu nasıl mümkün olabilir?
Bilim kurgu yazarları ve film yapımcıları elbette harikalar, iyi iş çıkardılar. İnsanların uzayın en uzak köşelerini fethettiği renkli hikayelere gerçekten inanmak istiyorsunuz. Ne yazık ki bu tablo gerçeğe dönüşmeden önce birçok sınırlamanın üstesinden gelmemiz gerekecek. Örneğin şu anda gördüğümüz fizik yasaları.
Ancak! Son yıllarda, her biri yıldızlararası uçuşlar için ulaşım araçları yaratmayı ve insanlığı Evreni fethetmeye yaklaştırmayı amaçlayan çeşitli gönüllü ve özel olarak finanse edilen kuruluşlar ortaya çıktı (Tau Zero Vakfı, Project Icarus, Project Breakthrough Starshot). Başarıya olan umutları ve inançları, örneğin Proxima Centauri yıldızının etrafında dönen Dünya büyüklüğünde bir gezegen gibi olumlu haberlerle güçleniyor.
Yıldızlararası bir uzay aracının yaratılması, Kasım ayında Sidney'de yapılacak BBC Geleceğin Dünyası Zirvesi "Dünyayı değiştiren fikirler"in tartışma konularından biri olacak. İnsanoğlu diğer galaksilere seyahat edebilecek mi? Eğer öyleyse, bunun için ne tür uzay araçlarına ihtiyacımız olacak?
Nereye gitmeliyiz?
Nerede uçmaya değmez? Evrende, Dünya'daki kum tanelerinden daha fazla yıldız vardır - yaklaşık 70 sekstilyon (bu, yediden sonra 22 sıfırdır) - ve bilim adamları, milyarlarca tanesinin, "Goldilocks bölgesi" olarak adlandırılan yörüngede bir ila üç gezegene sahip olduğunu tahmin etmektedir. : Ne çok soğuğu var, ne de çok sıcağı. Tam kararında .
En başından beri, ilk yıldızlararası uçuş için en iyi aday, en yakın komşumuz olan üçlü yıldız sistemi Alpha Centauri olmuştur. Dünya'dan 4,37 ışıkyılı uzaklıkta yer almaktadır. Bu yıl, Avrupa Güney Gözlemevi'ndeki gökbilimciler, takımyıldızın kırmızı cücesi Proxima Centauri'nin yörüngesinde dönen Dünya boyutunda bir gezegen keşfettiler. Proxima b adı verilen gezegen, Dünya'nın kütlesinin en az 1,3 katıdır ve yıldızının etrafında çok kısa bir yörünge periyoduna (sadece 11 Dünya günü) sahiptir. Ancak yine de bu haber gökbilimcileri ve ötegezegen avcılarını son derece heyecanlandırdı, çünkü Proxima b'nin sıcaklık rejimi sıvı suyun varlığına uygun ve bu olası yaşanabilirlik açısından ciddi bir artı.
Ancak dezavantajları da var: Proxima b'nin bir atmosferi olup olmadığını bilmiyoruz ve Proxima Centauri'ye (Merkür'den Güneş'e daha yakın) yakınlığı göz önüne alındığında, muhtemelen yıldız plazma emisyonlarına ve radyasyona maruz kalacaktır. Ve gelgit kuvvetleri tarafından o kadar kilitlenmiştir ki bir tarafı daima yıldıza dönüktür. Bu da elbette gece ve gündüze dair fikirlerimizi tamamen değiştirebilir.
Peki oraya nasıl gideceğiz?
Bu 64 trilyon dolarlık soru. Modern teknolojinin geliştirmemize izin verdiği maksimum hızda bile Proxima B'den 18 bin yıl uzaktayız. Ve hedefe ulaştığımızda, yeni gezegeni zaten kolonileştirmiş ve tüm ihtişamı kendilerine almış olan Dünya'daki torunlarımızla orada buluşacağımız ihtimali çok yüksek. Bu yüzden derin beyinler ve derin cepler kendilerine iddialı bir görev belirlediler: Geniş mesafeleri aşmanın daha hızlı bir yolunu bulmak.
Breakthrough Starshot, Rus milyarder Yuri Milner tarafından finanse edilen 100 milyon dolarlık bir uzay projesidir. Breakthrough Starshot, yer tabanlı güçlü bir lazerle hareket ettirilen hafif yelkenli küçük insansız sondalar yaratmaya odaklandı. Buradaki fikir, hafif bir yelkene sahip, yeterince ağırlığa (ancak 1 gram) sahip bir uzay aracının, Dünya'dan gelen güçlü bir ışık huzmesi tarafından düzenli olarak ışık hızının yaklaşık beşte biri kadar hızlandırılabilmesidir. Bu hızla nanoproblar yaklaşık 20 yıl içinde Alpha Centauri'ye ulaşacak.
Breakthrough Starshot projesinin geliştiricileri tüm teknolojilerin minyatürleştirilmesine güveniyor çünkü minik uzay sondasının bir kamera, iticiler, güç kaynağı, iletişim ve navigasyon ekipmanı taşıması gerekiyor. Hepsi vardıklarında iletişim kurmak için: “Bak, ben buradayım. Ama hiç dönmüyor." Miller bunun işe yarayacağını ve yıldızlararası yolculuğun bir sonraki, daha karmaşık aşaması olan insan yolculuğunun temelini oluşturacağını umuyor.
Peki ya warp motorları?
Evet, Star Trek serisinde her şey çok basit görünüyor: warp motorunu açın ve ışık hızından daha hızlı uçun. Ancak şu anda fizik yasaları hakkında bildiğimiz her şey bize ışık hızından daha hızlı, hatta ona eşit hızda seyahat etmenin imkansız olduğunu söylüyor. Ancak bilim insanları pes etmiyor: NASA, bilim kurgudaki başka bir heyecan verici motordan ilham aldı ve uzay aracını yalnızca bir fraksiyon kullanarak 145 bin km/saat hıza çıkarabilen bir iyon motoru olan NASA Evrimsel Xenon İticisi (kısaltılmış NEXT) projesini başlattı. Geleneksel bir roket için yakıt.
Ancak bu hızlarda bile güneş sisteminden bir insan ömrü kadar uzağa uçamayız. Uzay-zamanla nasıl çalışacağımızı bulana kadar yıldızlararası yolculuk çok çok yavaş olacak. Belki de galaktik gezginlerin yıldızlararası bir uzay gemisinde geçirecekleri zamanı, A noktasından B noktasına giden bir "uzay otobüsü" yolculuğu olarak değil, sadece yaşam olarak görmeye başlamanın zamanı gelmiştir.
Yıldızlararası yolculukta nasıl hayatta kalacağız?
Warp motorları ve iyon motorları elbette çok havalı, ancak yıldızlararası yolcularımız güneş sisteminden ayrılmadan önce açlıktan, soğuktan, dehidrasyondan veya oksijen eksikliğinden ölürse tüm bunların pek bir faydası olmayacak. Araştırmacı Rachel Armstrong, yıldızlararası insanlık için gerçek bir ekosistem yaratmayı düşünmemizin zamanının geldiğini savunuyor.
Armstrong, "Endüstriyel bir bakış açısından ekolojik bir gerçeklik vizyonuna geçiyoruz" diyor.
Birleşik Krallık'taki Newcastle Üniversitesi'nde deneysel mimarlık profesörü olan Armstrong, "dünya oluşturma" kavramı hakkında şunları söylüyor: "Bu sadece nesnenin tasarımıyla değil, yaşam alanıyla da ilgili." Bugün bir uzay gemisinin veya istasyonun içinde her şey steril ve endüstriyel bir tesise benziyor. Armstrong bunun yerine uzay gemilerinin çevresel yönlerini düşünmemiz gerektiğini düşünüyor: gemide yetiştirebileceğimiz bitkiler ve hatta yanımıza aldığımız toprak türleri. Gelecekte, uzay gemilerinin günümüzün soğuk metal kutularından ziyade, organik yaşamla dolu dev biyomlara benzeyeceğini öne sürüyor.
Yol boyunca uyuyamaz mıyız?
Soğuk uyku ve hazırda bekletme modu elbette oldukça hoş olmayan bir soruna iyi bir çözümdür: İnsan hayatından çok daha uzun süren bir yolculuk sırasında insanları nasıl hayatta tutabiliriz. En azından filmlerde böyle yapıyorlar. Ve dünya kriyo-iyimserlerle dolu: Alcor Yaşam Uzatma Vakfı, torunlarımızın insanları güvenli bir şekilde çözmeyi ve şu anda tedavi edilemeyen hastalıklardan kurtulmayı öğreneceğini ümit eden birçok kriyo-korunmuş cesedi ve insan kafasını tutuyor, ancak şu anda bu tür teknolojiler yok var olmak.
Interstellar gibi filmler ve Neal Stephenson'ın Seveneves'i gibi kitaplar, yemeye, içmeye veya nefes almaya ihtiyaç duymadıkları için en uzun uçuşta bile hayatta kalabilecek donmuş embriyoları uzaya gönderme fikrini ortaya attı. Ancak bu durum “tavuk ve yumurta” sorununu gündeme getiriyor: Birisinin bu yeni doğmakta olan insanlığa bilinçsiz bir yaşta bakması gerekiyor.
Peki bunların hepsi gerçek mi?
Rachel Armstrong, "İnsanlığın doğuşundan bu yana yıldızlara baktık ve umutlarımızı, korkularımızı, endişelerimizi ve hayallerimizi onlara yönelttik" diyor..
Breakthrough Starshot gibi yeni mühendislik projelerinin başlatılmasıyla "rüyalar gerçek bir deneye dönüşüyor."
Güneş sistemi uzun zamandır bilim kurgu yazarlarının ilgisini çekmiyor. Ancak şaşırtıcı bir şekilde, bazı bilim adamları için "yerli" gezegenlerimiz, henüz pratik olarak keşfedilmemiş olsalar da, pek fazla ilham kaynağı olmuyor.
Uzaya zar zor bir pencere açan insanlık, daha önce olduğu gibi sadece rüyalarda değil, bilinmeyen mesafelere koşuyor.
Sergei Korolev ayrıca yakında "sendika biletiyle" uzaya uçacağına söz verdi, ancak bu ifade zaten yarım asırdır ve uzay yolculuğu hala elitlerin çoğu için - çok pahalı bir zevk. Ancak iki yıl önce HACA görkemli bir proje başlattı 100 Yıllık Yıldız Gemisi, uzay uçuşları için bilimsel ve teknik bir temelin kademeli olarak ve çok yıllı olarak oluşturulmasını içerir.
Bu benzeri görülmemiş programın dünyanın dört bir yanından bilim adamlarını, mühendisleri ve meraklıları çekmesi bekleniyor. Her şey yolunda giderse 100 yıl içinde insanlık yıldızlararası bir gemi yapabilecek ve tramvaylar gibi güneş sisteminin etrafında dolaşacağız.
Peki yıldız uçuşunun gerçeğe dönüşmesi için hangi sorunların çözülmesi gerekiyor?
ZAMAN VE HIZ GÖREVLİDİR
Otomatik uzay aracıyla astronomi, bazı bilim adamlarına tuhaf bir şekilde neredeyse çözülmüş bir sorun gibi görünüyor. Ve bu, mevcut salyangoz hızıyla (yaklaşık 17 km/s) ve diğer ilkel (bu tür bilinmeyen yollar için) ekipmanlarla yıldızlara otomatik makineler fırlatmanın kesinlikle hiçbir anlamı olmadığı gerçeğine rağmen.
Artık Amerikan uzay aracı Pioneer 10 ve Voyager 1 güneş sistemini terk etti ve artık onlarla herhangi bir bağlantı yok. Pioneer 10, Aldebaran yıldızına doğru ilerliyor. Eğer ona bir şey olmazsa 2 milyon yıl sonra bu yıldızın yakınlarına ulaşacak. Aynı şekilde, diğer cihazlar da Evrenin genişliğinde geziniyor.
Yani bir gemide yerleşim olup olmadığına bakılmaksızın yıldızlara uçmak için ışık hızına yakın bir hıza ihtiyaç vardır. Ancak bu, yalnızca en yakın yıldızlara uçma sorununu çözmeye yardımcı olacaktır.
K. Feoktistov, "Işık hızına yakın bir hızda uçabilen bir yıldız gemisi inşa etmeyi başarsak bile," diye yazdı, "çapından bu yana yalnızca Galaksimizde seyahat süresi bin yıl ve onlarca bin yıl olarak hesaplanacaktır" yaklaşık 100.000 ışık yılıdır. Ancak bu süre zarfında Dünya'da çok daha fazlası olacak."
Görelilik teorisine göre birbirine göre hareket eden iki sistemde zamanın akışı farklıdır. Uzun mesafelerde geminin ışık hızına çok yakın bir hıza ulaşma zamanı olacağından, Dünya ile gemi arasındaki zaman farkı özellikle büyük olacaktır.
Yıldızlararası uçuşların ilk hedefinin bize en yakın olan Alpha Centauri (üç yıldızlı bir sistem) olacağı varsayılıyor. Işık hızıyla 4,5 yılda oraya varabilirsiniz, Dünya'da ise bu süre içinde 10 yıl geçer. Ancak mesafe ne kadar büyük olursa zaman farkı da o kadar büyük olur.
Ivan Efremov'un ünlü "Andromeda Bulutsusu" nu hatırlıyor musunuz? Orada uçuş yıllarla ve karasal yıllarla ölçülür. Güzel bir masal, söylenecek bir şey yok. Ancak bu imrenilen bulutsu (daha doğrusu Andromeda Galaksisi) bizden 2,5 milyon ışıkyılı uzaklıkta bulunuyor.
Bazı hesaplamalara göre astronotların yolculuğu 60 yıldan fazla sürecek (yıldız gemisi saatlerine göre), ancak Dünya'da koca bir dönem geçecek. Uzak torunları "Neandertaller" uzayını nasıl selamlayacak? Peki Dünya canlı olacak mı? Yani geri dönmek temelde anlamsızdır. Ancak uçuşun kendisi gibi: Andromeda Bulutsusu galaksisini de 2,5 milyon yıl önceki haliyle gördüğümüzü unutmamalıyız; ışığının bize ulaşması bu kadar uzun sürüyor. Belki de uzun zamandır var olmayan, en azından aynı biçimde ve aynı yerde bilinmeyen bir hedefe uçmanın anlamı nedir?
Bu, ışık hızında uçuşların bile yalnızca nispeten yakın yıldızlar için geçerli olduğu anlamına gelir. Ancak ışık hızında uçan cihazlar, bilimsel de olsa bilim kurguyu andıran bir şekilde hala sadece teoride yaşıyor.
GEZEGEN BÜYÜKLÜĞÜNDE BİR GEMİ
Doğal olarak, her şeyden önce bilim adamları, geminin motorunda en etkili termonükleer reaksiyonu kullanma fikrini ortaya attılar - çünkü bu konuda kısmen ustalaşmıştı (askeri amaçlar için). Bununla birlikte, ışık hızına yakın bir hızda gidiş-dönüş seyahat için, ideal bir sistem tasarımında bile, başlangıç/son kütle oranının en az 10 üzeri otuzuncu kuvveti olması gerekir. Yani uzay gemisi, küçük bir gezegen büyüklüğünde yakıtla dolu devasa bir trene benzeyecek. Böyle bir devi Dünya'dan uzaya fırlatmak imkansızdır. Ayrıca onu yörüngede monte etmek de mümkün; bilim adamlarının bu seçeneği tartışmaması boşuna değil.
Maddenin yok edilmesi ilkesini kullanan bir foton motoru fikri çok popüler.
Yok olma, bir parçacık ile antiparçacığın çarpışması sonucu orijinal parçacıklardan farklı başka parçacıklara dönüşmesidir. En çok çalışılan konu, enerjisi yıldız gemisini hareket ettirecek fotonlar üreten bir elektron ve bir pozitronun yok edilmesidir. Amerikalı fizikçiler Ronan Keene ve Wei-ming Zhang'ın hesaplamaları, modern teknolojilere dayanarak, bir uzay aracını ışık hızının %70'ine kadar hızlandırabilecek bir imha motoru yaratmanın mümkün olduğunu gösteriyor.
Ancak başka sorunlar da başlıyor. Ne yazık ki antimaddeyi roket yakıtı olarak kullanmak çok zordur. İmha sırasında astronotlara zarar veren güçlü gama radyasyonu patlamaları meydana gelir. Ayrıca pozitron yakıtının gemiyle teması ölümcül bir patlamayla doludur. Son olarak, yeterli miktarda antimadde elde etmek ve uzun süreli depolamak için henüz teknolojiler mevcut değil: örneğin, antihidrojen atomu şu anda 20 dakikadan daha az bir süre "yaşıyor" ve bir miligram pozitron üretimi 25 milyon dolara mal oluyor.
Ancak zamanla bu sorunların çözülebileceğini varsayalım. Ancak yine de çok fazla yakıta ihtiyacınız olacak ve foton yıldız gemisinin başlangıç kütlesi Ay'ın kütlesiyle karşılaştırılabilir olacaktır (Konstantin Feoktistov'a göre).
YELKEN YIRTILMIŞ!
Günümüzün en popüler ve gerçekçi yıldız gemisi, fikri Sovyet bilim adamı Friedrich Zander'a ait olan güneş enerjisiyle çalışan bir yelkenli tekne olarak kabul ediliyor.
Güneş (ışık, foton) yelkeni, bir uzay aracını hareket ettirmek için güneş ışığının veya ayna yüzeyindeki lazerin basıncını kullanan bir cihazdır.
1985 yılında Amerikalı fizikçi Robert Forward, mikrodalga enerjisiyle hızlandırılan yıldızlararası bir sondanın tasarımını önerdi. Proje, sondanın 21 yıl içinde en yakın yıldızlara ulaşacağını öngörüyordu.
XXXVI Uluslararası Astronomi Kongresi'nde, hareketi Merkür'ün yörüngesinde bulunan optik lazerlerin enerjisiyle sağlanan bir lazer yıldız gemisi projesi önerildi. Hesaplamalara göre bu tasarımdaki bir yıldız gemisinin Epsilon Eridani yıldızına (10,8 ışıkyılı) gidiş ve dönüş yolu 51 yıl sürecekti.
“Güneş sistemimizde yapılacak seyahatlerden elde edilen verilerin, içinde yaşadığımız dünyayı anlamada önemli bir ilerleme sağlaması pek olası değil. Doğal olarak düşünce yıldızlara dönüyor. Sonuçta Dünya'ya yakın uçuşların, güneş sistemimizin diğer gezegenlerine uçuşların nihai hedef olmadığı daha önce anlaşılmıştı. Yıldızlara giden yolu açmak asıl görev gibi görünüyordu.”Bu sözler bir bilim kurgu yazarına değil, uzay gemisi tasarımcısı ve kozmonot Konstantin Feoktistov'a aittir. Bilim adamına göre güneş sisteminde özellikle yeni hiçbir şey keşfedilmeyecek. Ve bu, insanın şu ana kadar yalnızca Ay'a ulaşmış olmasına rağmen...
Ancak güneş sisteminin dışında güneş ışığının basıncı sıfıra yaklaşacaktır. Bu nedenle bazı asteroitlerden gelen lazer sistemlerini kullanarak güneş enerjili bir yelkenliyi hızlandırma projesi var.
Bütün bunlar henüz teoride ama ilk adımlar şimdiden atılıyor.
1993 yılında Znamya-2 projesi kapsamında ilk kez Rus gemisi Progress M-15'te 20 metre genişliğinde bir güneş yelkeni kullanıldı. Progress'i Mir istasyonuna yanaştırırken mürettebatı Progress'e bir reflektör yerleştirme ünitesi kurdu. Sonuç olarak reflektör, Avrupa'dan Rusya'ya 8 km/s hızla geçen 5 km genişliğinde bir parlak nokta oluşturdu. Işık noktası kabaca dolunaya eşdeğer bir parlaklığa sahipti.
Yani, güneş enerjisiyle çalışan bir yelkenli teknenin avantajı, gemide yakıt bulunmaması, dezavantajları ise yelken yapısının kırılganlığıdır: esasen, bir çerçeve üzerine gerilmiş ince bir folyodur. Yelkenin yol boyunca kozmik parçacıklardan delikler almayacağının garantisi nerede?
Yelkenli versiyonu otomatik sondaların, istasyonların ve kargo gemilerinin fırlatılması için uygun olabilir ancak insanlı dönüş uçuşları için uygun değildir. Başka yıldız gemisi projeleri de var, ancak bunlar şu ya da bu şekilde yukarıdakileri hatırlatıyor (aynı büyük ölçekli sorunlarla).
YILDIZLARARASI UZAYDA SÜRPRİZLER
Görünüşe göre Evren'de gezginleri pek çok sürpriz bekliyor. Örneğin, güneş sisteminin ötesine zar zor ulaşan Amerikan Pioneer 10 aparatı, zayıf frenlemeye neden olan bilinmeyen bir kuvvet deneyimlemeye başladı. Ataletin ve hatta zamanın henüz bilinmeyen etkileri de dahil olmak üzere birçok varsayım yapılmıştır. Bu fenomen için hala net bir açıklama yok; basit teknik hipotezlerden (örneğin, bir aparattaki gaz sızıntısından kaynaklanan reaktif kuvvet) yeni fiziksel yasaların getirilmesine kadar çeşitli hipotezler değerlendiriliyor.
Başka bir cihaz olan Voyadger 1, Güneş sisteminin sınırında güçlü manyetik alana sahip bir alan tespit etti. İçinde yıldızlararası uzaydan gelen yüklü parçacıkların basıncı, Güneş'in yarattığı alanın yoğunlaşmasına neden olur. Cihaz ayrıca şunları da kaydetti:
- yıldızlararası uzaydan Güneş Sistemine giren yüksek enerjili elektronların sayısında (yaklaşık 100 kat) artış;
- galaktik kozmik ışınların seviyesinde keskin bir artış - yıldızlararası kökenli yüksek enerjili yüklü parçacıklar.
Yıldızların arasındaki boşluk boş değil. Her yerde gaz, toz ve parçacık kalıntıları var. Işık hızına yakın hızlara ulaşmaya çalışırken gemiye çarpan her atom, yüksek enerjili bir kozmik ışın parçacığı gibi olacaktır. Böyle bir bombardıman sırasında sert radyasyon seviyesi, yakın yıldızlara yapılan uçuşlarda bile kabul edilemeyecek derecede artacaktır.
Ve parçacıkların bu hızlardaki mekanik etkisi patlayıcı mermiler gibi olacaktır. Bazı hesaplamalara göre yıldız gemisinin koruyucu ekranının her santimetresi, dakikada 12 mermi hızında sürekli olarak ateşlenecek. Hiçbir ekranın birkaç yıllık uçuş boyunca bu tür maruziyete dayanamayacağı açıktır. Veya kabul edilemez bir kalınlığa (onlarca ve yüzlerce metre) ve kütleye (yüzbinlerce ton) sahip olması gerekecektir.
Aslında uzay aracı esas olarak bu elekten ve birkaç milyon ton gerektirecek yakıttan oluşacak. Bu koşullar nedeniyle, bu hızlarda uçmak imkansızdır, özellikle de yol boyunca sadece tozla değil, aynı zamanda daha büyük bir şeyle de karşılaşabileceğiniz veya bilinmeyen bir yerçekimi alanında sıkışıp kalabileceğiniz için. Ve sonra ölüm yine kaçınılmazdır. Böylece uzay gemisini ışık altı hıza çıkarmak mümkün olsa bile nihai hedefine ulaşamayacak, yolunda çok fazla engel olacak. Bu nedenle yıldızlararası uçuşlar yalnızca önemli ölçüde daha düşük hızlarda gerçekleştirilebilir. Ancak zaman faktörü bu uçuşları anlamsız hale getiriyor.
Maddi cisimlerin galaktik mesafeler boyunca ışık hızına yakın hızlarda taşınması sorununu çözmenin imkansız olduğu ortaya çıktı. Mekanik bir yapı kullanarak uzayı ve zamanı aşmanın hiçbir anlamı yok.
Köstebek deliği
Acımasız zamanın üstesinden gelmeye çalışan bilim kurgu yazarları, uzayda (ve zamanda) "delikler kemirmeyi" ve onu "katlamayı" icat ettiler. Ara alanları atlayarak uzayın bir noktasından diğerine çeşitli hiperuzay sıçramaları icat ettiler. Artık bilim kurgu yazarları arasına bilim insanları da katıldı.
Fizikçiler, Einstein'ın görelilik teorisinin aksine, maddenin aşırı hallerini ve evrende süper ışık hızlarında hareket etmenin mümkün olduğu egzotik boşlukları aramaya başladılar.
Solucan deliği fikri böyle ortaya çıktı. Bu delik, yüksek bir dağla ayrılan iki şehri birbirine bağlayan kesik bir tünel gibi, Evrenin iki parçasını bir araya getiriyor. Ne yazık ki solucan delikleri yalnızca mutlak boşlukta mümkündür. Evrenimizde bu delikler son derece dengesizdir; uzay aracı oraya varmadan çökebilirler.
Ancak kararlı solucan delikleri oluşturmak için Hollandalı Hendrik Casimir tarafından keşfedilen bir etkiyi kullanabilirsiniz. Bir boşlukta kuantum salınımlarının etkisi altında yüksüz cisimlerin iletilmesinin karşılıklı çekiciliğinden oluşur. Vakumun tamamen boş olmadığı, yerçekimi alanında parçacıkların ve mikroskobik solucan deliklerinin kendiliğinden görünüp kaybolduğu dalgalanmalar olduğu ortaya çıktı.
Geriye kalan tek şey deliklerden birini keşfetmek ve onu iki süper iletken topun arasına yerleştirerek germektir. Solucan deliğinin bir ağzı Dünya'da kalacak, diğeri ise uzay aracı tarafından ışık hızına yakın bir hızla yıldıza, yani son nesneye taşınacak. Yani uzay gemisi sanki bir tünelden geçecek. Yıldız gemisi hedefine ulaştığında solucan deliği gerçek yıldırım hızında yıldızlararası yolculuk için açılacak ve süresi dakikalarla ölçülecek.
BOZUKLUK BALONU
Solucan deliği teorisine benzer bir şey warp balonudur. 1994 yılında Meksikalı fizikçi Miguel Alcubierre, Einstein'ın denklemlerine göre hesaplamalar yaptı ve uzaysal sürekliliğin dalga deformasyonunun teorik olasılığını buldu. Bu durumda uzay, uzay aracının önünde sıkışacak ve aynı anda arkasında genişleyecektir. Yıldız gemisi, sınırsız hızda hareket etme kapasitesine sahip bir eğrilik balonunun içine yerleştirilmiş gibi. Fikrin dehası, uzay aracının bir eğrilik balonunun içinde durması ve görelilik yasalarının ihlal edilmemesidir. Aynı zamanda eğrilik balonunun kendisi de hareket ederek uzay-zamanı yerel olarak bozar.
Işıktan daha hızlı seyahat edemememize rağmen, uzayın hareket etmesini veya uzay-zaman bükülmesinin ışıktan daha hızlı yayılmasını önleyecek hiçbir şey yoktur; bunun, Evren oluştuğunda Büyük Patlama'dan hemen sonra gerçekleştiğine inanılmaktadır.
Tüm bu fikirler henüz modern bilimin çerçevesine uymuyor, ancak 2012'de NASA temsilcileri Dr. Alcubierre'nin teorisinin deneysel bir testinin hazırlandığını duyurdu. Kim bilir belki de Einstein'ın görelilik teorisi bir gün yeni bir küresel teorinin parçası haline gelir. Sonuçta öğrenme süreci sonsuzdur. Bu, bir gün dikenleri aşıp yıldızlara ulaşabileceğimiz anlamına geliyor.
Irina GROMOVA
“Gençlik İçin Teknoloji” 1991 Sayı 10, s. 18-19
Cesur hipotezler kürsüsü
Vladimir ATSYUKOVSKY,
Teknik Bilimler Adayı,
Zhukovsky, Moskova bölgesi.
Yıldızlararası yolculuk mümkün mü?
Basın, UFO'larla ilgili bir dizi haber karşısında şaşkına döndü. Görgü tanıkları açıkça insan yapımı bir UFO gördüklerini iddia ediyor. Yabancı uygarlıkların uzay gemilerini gözlemlediklerinden hiç şüpheleri yok. Ancak bilincimiz bunu kabul etmeyi reddediyor: Güneş sistemindeki gezegenler için Dünya dışında medeniyetlerin varlığı neredeyse imkansızdır çünkü üzerlerinde, en azından yüzeylerinde yaşam için hiçbir koşul yoktur. Belki yüzeyin altında? Pek olası değil ama...
Ve diğer sistemlerin gezegenlerinde yaşam olabilir, ancak onlardan çok uzaktadır: en yakın 28 yıldız, 4 (En Yakın Centauri) ile 13 ışıkyılı (Kapteyn yıldızı) aralığında yer almaktadır. Sirius A ve B, Procyon A ve B, Tau Ceti gibi yıldızlar bu aralıkta yer almaktadır. Yakın değil! Gemiler ışık hızında ileri geri uçarsa, her iki yönde de 8 ila 26 yıl sürecektir ve bu sadece en yakın yıldızlar için geçerlidir. Hızlanma ve yavaşlama sürelerini saymamak. Bu pek tavsiye edilmez, bu da ışıktan daha hızlı uçmanız gerektiği anlamına gelir.
Peki, bu hızlara hızlanmanın (ve frenlemenin) ne kadar süreceğini tahmin edelim. Açıklık sağlamak adına, sonuçlar, belirli bir hızlanmada belirli bir hıza ulaşmak için gereken süreyi hemen bulabileceğiniz bir tabloda özetlenmiştir. Görünüşe göre: tek yönlü bir yolculuğun izin verilen süresinin bir aya eşit olduğunu varsayarsak, o zaman onlarca ışık hızı civarında bir hızda uçmanız ve hızlanmanız (ve yavaşlamanız) gerekir. yüzlerce dünyevi ivmenin ivmesi. Hmmm!.. Ve tüm bunlara rağmen yine de bir yerden enerji almamız gerekiyor! İnsan ister istemez şunu merak ediyor: yıldızlararası uçuşlar mümkün mü? Peki o zaman UFO'lar nereden geliyor? Üstelik meydan okurcasına davranırlar: Aniden ortadan kaybolurlar, dik açılarda manevra yaparlar, bir şeyler yayarlar... Ya...
Sonuçta neye ihtiyacımız var? Sadece üç soruyu cevaplayın:
1. Prensipte ışık hızını aşan hızlarda uçmak mümkün müdür? (Okulda bana bunu yapmamayı öğrettiler.)
2. Vücuda zarar vermeden güçlü bir şekilde hızlanmak mümkün müdür? (Modern konseptlere göre zaten izin verilen maksimum değerin 10 katı aşırı yük vardır.)
3. Hızlanma ve frenleme için enerji elde etmek mümkün müdür? (Hesaplamalar hiçbir termonükleer enerjinin bunun için yeterli olmadığını göstermektedir.)
İşin garibi, parantez içindeki şüpheci notlara rağmen tüm soruların bugün zaten olumlu yanıtları var. Işık hızını aşan hızlarda uçmak yalnızca A. Einstein'ın koyduğu yasak nedeniyle imkansızdır. Peki neden onun görelilik teorisi mutlak gerçek mertebesine yükseltildi? Sonuçta, bu, varsayımlardan, yani bizzat yanlış önermelere dayanan yazarın icatlarından gelir. Örneğin, 1887'de ünlü Michelson deneyinde, büyüklüğü beklenenden daha az olmasına rağmen eterik rüzgar keşfedildi (o zamanlar sınır tabakası kavramı bilinmiyordu). Ne oluyor? Bir yandan, özel görelilik teorisi olan SRT, eğer bir eter varsa var olamaz. Öte yandan, Einstein'ın kendisinin "Eter Üzerine" ve "Eter ve Görelilik Teorisi" makalelerinde yazdığı gibi GTR - genel görelilik teorisi - her zaman eterin varlığını varsayar. Bu çelişki nasıl anlaşılır?
SRT ve GTR ile ilgili tüm ana deneylere ilişkin eleştirel incelemem (bkz. "Görelilik teorisinin mantıksal ve deneysel temelleri. Analitik inceleme." M., MPI, 1990, 56 s.), aralarında bunu açıkça doğrulayan hiçbir şeyin olmadığını gösterdi. teori! Bu yüzden burada indirim yapılabilir ve dikkate alınmayabilir. Dahası, P. Laplace ayrıca yerçekimsel bozuklukların yayılma hızının ışık hızından en az 50 milyon kat daha yüksek olduğunu ve yalnızca sonsuz büyük bir hız varsayan statik formüllerle çalışan gök mekaniğinin tüm deneyiminin olduğunu da tespit etti. Yer çekiminin yayılması bunu doğruluyor. Kısaca ışık altı hızlara dair bir yasak yok, yanlış alarmdı.
İkinci soruya geçelim. Bir astronotun nasıl hızlandığını düşünelim mi? Roket gazları, rokete baskı yapan yanma odasının duvarına baskı yapar, roket sandalyenin arkasına baskı yapar ve sandalyenin arkası da ona baskı yapar. Ve astronotun tüm kütlesi dinlenmeye çalışırken deforme olur ve güçlü etkiler altında çökebilir. Ancak aynı astronot bir yıldızın çekim alanına düşerse, çok daha hızlı ivmelenmesine rağmen hiçbir deformasyon yaşamayacaktır çünkü vücudunun tüm unsurları aynı anda ve eşit şekilde hızlanır. Bir astronotun üzerine eter üflerseniz de aynı şey olacaktır. Bu durumda, gerçek bir viskoz gaz olan eterin akışı, vücudu deforme etmeden her protonu ve astronotu bir bütün olarak hızlandıracaktır (A. Belyaev'in "Ariel" bilim kurgu romanını hatırlayın). Ayrıca, akış düzgün olduğu sürece ivme herhangi bir değere sahip olabilir. Yani burada da fırsatlar var.
Ve son olarak enerjiyi nereden buluyorsunuz? Verilerime göre (bkz. "Genel eter dinamikleri. Gaz benzeri eter hakkındaki fikirlere dayanarak madde ve alanların yapılarının modellenmesi." M., Energoatomizdat, 1990, 280 s), eter ince yapılı, sıkıştırılabilir gerçek bir gazdır. ve viskoz. Doğru, viskozitesi oldukça küçüktür ve bunun gezegenlerin yavaşlaması üzerinde pratik olarak hiçbir etkisi yoktur, ancak yüksek hızlarda çok dikkat çekici bir rol oynar. Eter basıncı muazzamdır, 29 atm'de 2 x 10'dan fazladır (2 x 10 inç 32 N/m2), yoğunluk - 8,85 x 10 inç - 12 kg/kübik. m (Dünya'ya yakın alanda). Ve ortaya çıktığı gibi, uzayın herhangi bir noktasında, her büyüklükte porsiyonlarda bize sınırsız miktarda enerji sağlayabilecek doğal bir süreç var... Girdaplardan bahsediyoruz.
Sıradan kasırgalar kinetik enerjilerini nereden alıyor? Atmosferin potansiyel enerjisinden kendiliğinden oluşur. Ve not edin: İkincisinin kullanılması pratik olarak imkansızsa, o zaman ilki, örneğin bir kasırganın bir türbini döndürmeye zorlanmasıyla kullanılabilir. Herkes bir kasırganın tabanda daha kalın bir gövdeye benzediğini bilir. Bu durumun analizi, atmosferik basınçla sıkıştırıldığını gösterdi. Dış basınç, kasırganın gövdesindeki gaz parçacıklarının, sıkıştırma işlemi sırasında spiral şeklinde hareket etmesine neden olur. Dış ve iç basınç kuvvetleri arasındaki fark (artı merkezkaç kuvveti), ortaya çıkan kuvvetin gaz parçacıklarının yörüngesine yansımasını sağlar (Şekil 1) ve kasırganın gövdesinde hızlanmalarına neden olur. İncelir ve duvarının hareket hızı artar. Bu durumda açısal momentumun korunumu yasası mrv = const geçerlidir ve kasırga ne kadar sıkıştırılırsa hareket hızı da o kadar artar. Böylece gezegenin tüm atmosferi her kasırga üzerinde çalışır; Enerjisi 1 kg / metreküp'e eşit hava yoğunluğuna dayanmaktadır. m ve 1 atm'ye eşit bir basınç (5 N/m2'de 10). Ve eterde yoğunluk 11 kat daha az, ancak basınç 29 (!) kat daha yüksek. Ve eterin de enerji sağlayabilecek kendi mekanizması var. Bu BL, yıldırım topu.
BL'nin eter-dinamik modeli, onun tüm özelliklerini bir bütün olarak açıklayabilen tek(!) modeldir. Ve eterden çevre dostu enerji elde etmek için bugün eksik olan şey, yapay CMM'nin nasıl oluşturulacağını öğrenmektir. Tabii eterde girdap oluşumu için koşulların nasıl yaratılacağını öğrendikten sonra. Ancak bunu nasıl yapacağımızı bilmediğimiz gibi, hangi yoldan yaklaşacağımızı da bilmiyoruz. Kırılması son derece sert bir ceviz! Cesaret verici olan bir şey var: Sonuçta doğa bir şekilde onları, bu CMM'leri yaratmayı başarıyor! Ve eğer öyleyse, o zaman belki bir gün biz de bunu başarabiliriz. O zaman her türlü nükleer santral, hidroelektrik santral, termik santral, termik santral, rüzgâr santrali, güneş enerjisi santrali ve diğer enerji santrallerine gerek kalmayacak. Herhangi bir yerde istenilen miktarda enerjiye sahip olan insanlık, çevre sorunlarının çözümüne bambaşka bir açıdan yaklaşacaktır. Tabii ki, gezegeninde barış içinde yaşamak zorunda olması şartıyla ve ne cehennem, sadece doğduğu Dünya değil, aynı zamanda tüm güneş sistemi de yok edilecek! Görüyorsunuz, enerjiyle bu sorun çözülebilir. Aynı zamanda önemli bir ayrıntıya dikkat edin - bu yöntemle artık geminin kütlesini büyük ölçüde belirleyen yakıt kütlesini hızlandırmaya ve yavaşlatmaya gerek kalmayacak.
Peki yıldızlararası geminin kendisi nasıl tasarlanmalı? Evet, en azından zaten tanıdık olan "uçan daire" biçiminde. (Şekil 2.) Ön kısmında, çevredeki alandan eteri emen iki "eter girişi" vardır. Bunların arkasında, eter akışlarının girdap gibi döndüğü ve kendi kendine sıkıştığı girdap oluşum odaları vardır. Girdap kanalları boyunca, eterik kasırgalar yok etme odasına iletilir ve burada (aynı vida hareketleriyle, ancak ters yönde yönlendirilerek; sabanla birbirlerini yok ederler. Yoğunlaşan eter artık sınır tabakası tarafından sınırlanmaz ve patlar ve her yöne dağılır. Jet akımı geriye ve ileriye doğru fırlatılır - tüm gemiyi ve astronotun vücudunu yakalayan, deformasyon olmadan hızlanan bir akış. Ve gemi, sıradan Öklid uzayında ve normal zamanda ışığın ilerisinde uçar. ...
Peki ya ikizlerin paradoksları, yani kütlenin artması ve boyun kısalması? Ama hiçbir şekilde. Varsayımlar - onlar varsayımlardır - özgür icatlar, özgür hayal gücünün meyveleri. Ve onları doğuran “teori” ile birlikte bir kenara atılmalılar. Çünkü insanlığın uygulamalı sorunları çözme zamanı geldiyse, o zaman hiçbir yerden gelmeyen spekülatif engelleri olan şişirilmiş otoriteler tarafından durdurulmamalıdır.
Not: Bahsedilen kitaplar şu adresten sipariş edilebilir: 140160, Zhukovsky, Moskova bölgesi, PO Box 285.
"Warp sürücüsü" olarak adlandırılan herhangi bir şey kulağa NASA'dan çok Star Trek'e benziyor. Alcubierre warp sürücüsünün arkasındaki fikir, evrenin ışıktan hızlı yolculukla ilgili sınırlamalarının üstesinden gelmek için olası bir çözüm (veya en azından bir araştırmanın başlangıcı) olabileceğidir.
Bu fikrin temelleri oldukça basit ve NASA bunu açıklamak için koşu bandı örneğini kullanıyor. Bir kişi koşu bandında sonlu bir hızla hareket ediyor olsa da, kişinin ve koşu bandının toplam hızı, sona normal bir koşu bandında olduğundan daha yakın olacağı anlamına gelir. Bir koşu bandı tam olarak uzay-zamanda bir tür genişleme balonu içinde hareket eden bir banttır. Warp sürücüsünün önünde uzay-zaman sıkıştırılmıştır. Arkasında genişliyor. Teorik olarak bu, motorun yolcuları ışık hızından daha hızlı itmesine olanak tanıyor. Uzay-zamanın genişlemesiyle ilgili temel ilkelerden birinin, Evrenin Büyük Patlama'dan hemen sonra hızla genişlemesine olanak sağladığına inanılıyor. Teorik olarak bu fikir oldukça uygulanabilir olmalıdır.
Dünya'da İnternet olmaması ve Google Haritalar'ı akıllı telefonunuza indirememeniz çok kötü. Onsuz yıldızlararası uçuşlar sırasında durum daha da kötü olacak. Uzaya çıkmak sadece ilk adım; bilim insanları, insanlı ve insansız sondalarımızın Dünya'ya mesaj iletmesi gerektiğinde ne yapacaklarını şimdiden merak etmeye başlıyorlar.
2008 yılında NASA, İnternet'in yıldızlararası versiyonunun ilk başarılı testlerini gerçekleştirdi. Proje, NASA'nın Jet Propulsion Laboratory (JPL) ile Google arasındaki ortaklığın bir parçası olarak 1998 yılında başladı. On yıl sonra ortaklar, görüntüleri 30 milyon kilometre uzaklıktaki bir uzay aracına göndermelerine olanak tanıyan Kesintiye Dayanıklı Ağ (DTN) sistemine sahip oldu.
Teknolojinin iletimlerdeki uzun gecikmeler ve kesintilerle başa çıkabilmesi gerekiyor, böylece sinyal 20 dakika boyunca kesintiye uğrasa bile iletime devam edebiliyor. Güneş patlamaları ve güneş fırtınalarından, veri yolunda bulunabilecek sinir bozucu gezegenlere kadar her şeyin içinden, arasından veya içinden hiçbir bilgi kaybetmeden geçebilir.
Karasal internetimizin kurucularından ve yıldızlararası internetin öncülerinden biri olan Vint Cerf'e göre DTN sistemi, kozmik ölçekte uzun mesafelerde çalışması gerektiğinde geleneksel TCIP/IP protokolünün başına bela olan tüm sorunların üstesinden geliyor. DASK/IP ile Mars'ta yapılacak bir Google araması o kadar uzun sürecek ki, sorgu işlenirken sonuçlar değişecek ve çıktıda bazı bilgiler kaybolacak. DTN ile mühendisler tamamen yeni bir şey eklediler: farklı gezegenlere farklı alan adları atama ve internette hangi gezegende arama yapmak istediğinizi seçme yeteneği.
Henüz aşina olmadığımız gezegenlere seyahat etmeye ne dersiniz? Scientific American, Alpha Centauri'ye internet getirmenin çok pahalı ve zaman alıcı da olsa bir yolu olabileceğini öne sürüyor. Kendi kendini kopyalayan bir dizi von Neumann sondası fırlatılarak, yıldızlararası devre boyunca bilgi gönderebilecek uzun bir dizi aktarma istasyonu oluşturmak mümkündür. Sistemimizde doğan bir sinyal, sondalardan geçerek Alpha Centauri'ye ulaşacak ve bunun tersi de geçerli olacak. Doğru, yapımı ve fırlatılması milyarlarca dolara mal olacak birçok sondaya ihtiyaç duyulacak. Ve genel olarak, en uzak sondanın binlerce yıl boyunca yolunu kat etmesi gerektiği göz önüne alındığında, bu süre zarfında sadece teknolojilerin değil, aynı zamanda olayın toplam maliyetinin de değişeceği varsayılabilir. Acele etmeyelim.
Uzayın embriyonik kolonizasyonu
Yıldızlararası yolculuk ve genel olarak kolonileştirmeyle ilgili en büyük sorunlardan biri, bazı warp hızları olsa bile herhangi bir yere ulaşmanın ne kadar zaman aldığıdır. Bir grup yerleşimciyi varış yerlerine teslim etme görevi birçok soruna yol açıyor, bu nedenle tam kadrolu bir mürettebatla bir grup sömürgeciyi değil, geleceğin tohumları olan embriyolarla dolu bir gemiyi göndermeye yönelik teklifler doğuyor. insanlığın. Gemi varış noktasına gerekli mesafeye ulaştığında dondurulan embriyolar büyümeye başlar. Daha sonra gemide büyüyen çocuklarla birlikte ortaya çıkarlar ve nihayet hedeflerine ulaştıklarında yeni bir medeniyet kuracak tüm yeteneklere sahip olurlar.
Elbette tüm bunlar, embriyo ekimini kimin, nasıl yapacağı gibi birçok soruyu gündeme getiriyor. Robotlar insanları yetiştirebilir ama robotların yetiştirdiği insanlar nasıl olacak? Robotlar bir çocuğun büyümesi ve gelişmesi için neye ihtiyacı olduğunu anlayabilecek mi? Cezaları, ödülleri, insani duyguları anlayabilecekler mi? Ve genel olarak dondurulmuş embriyoların yüzlerce yıl bozulmadan nasıl saklanacağı ve yapay bir ortamda nasıl yetiştirileceği henüz bilinmiyor.
Bir robot bakıcının sorunlarını çözebilecek önerilen çözümlerden biri, içinde embriyoların bulunduğu bir gemi ile yetişkinlerin çocuk büyütmek zorunda kaldıklarında uyanmaya hazır olarak uyuduğu, animasyonu askıya alınmış bir geminin bir kombinasyonunu oluşturmak olacaktır. Yıllarca süren çocuk yetiştirme ve kış uykusuna dönme, teorik olarak istikrarlı bir nüfusa yol açabilir. Dikkatlice oluşturulmuş bir embriyo grubu, bir koloni kurulduktan sonra popülasyonun az çok istikrarlı bir durumda korunmasına olanak sağlayacak genetik çeşitliliği sağlayabilir. Genetik havuzu daha da çeşitlendirecek embriyoların bulunduğu bir gemiye ek bir parti de dahil edilebilir.
Von Neumann sondaları
İnşa ettiğimiz ve uzaya gönderdiğimiz her şey kaçınılmaz olarak kendi zorluklarını da beraberinde getiriyor ve milyonlarca kilometreyi yanmadan, parçalanmadan veya kaybolmadan kat edecek bir şey yapmak tamamen imkansız bir iş gibi görünüyor. Ancak bu sorunun çözümü onlarca yıl önce bulunmuş olabilir. 1940'larda fizikçi John von Neumann, kendini yeniden üretecek mekanik teknolojiyi önerdi ve fikrinin yıldızlararası yolculukla hiçbir ilgisi olmamasına rağmen, kaçınılmaz olarak buna yol açtı. Sonuç olarak von Neumann sondaları teorik olarak geniş yıldızlararası bölgeleri keşfetmek için kullanılabilir. Bazı araştırmacılara göre tüm bunların ilk önce bize geldiği fikri sadece abartılı değil, aynı zamanda ihtimal dışı da.
Edinburgh Üniversitesi'nden bilim adamları, Uluslararası Astrobiyoloji Dergisi'nde yalnızca kendi ihtiyaçları için böyle bir teknoloji yaratma olasılığını değil, aynı zamanda birisinin bunu zaten yapmış olma olasılığını da araştıran bir makale yayınladılar. Bilim insanları, bir aracın farklı itiş modları kullanarak ne kadar uzağa gidebileceğini gösteren önceki hesaplamalara dayanarak, bu denklemin kendini kopyalayan araç ve sondalara uygulandığında nasıl değişeceğini inceledi.
Bilim adamlarının hesaplamaları, küçük sondalar oluşturmak için enkaz ve diğer uzay malzemelerini kullanabilecek, kendi kendini kopyalayan sondalar etrafında yoğunlaşıyordu. Ebeveyn ve kız sondalar o kadar hızlı çoğalacak ki, yalnızca 10 milyon yıl içinde tüm galaksiyi kaplayacaklar ve bu da eğer ışık hızının %10'u kadar bir hızla seyahat ediyor olsalardı. Ancak bu, bir noktada benzer sondalar tarafından ziyaret edilmemiz gerektiği anlamına gelir. Bunları görmediğimiz için uygun bir açıklama bulunabilir: Ya teknolojik olarak nereye bakacağımızı bilecek kadar gelişmiş değiliz ya da.
Kara delikli sapan
Bir gezegenin veya ayın yerçekimini sapan gibi ateş etmek için kullanma fikri, güneş sistemimizde bir veya iki defadan fazla benimsendi; en önemlisi, önce Satürn'den ek bir itiş alan Voyager 2 tarafından ve daha sonra Uranüs'ten sistemden çıkmak üzere. Fikir, geminin gezegenin çekim alanı boyunca hareket ederken hızını artırmasına (veya azaltmasına) izin vererek manevra yapmasını içeriyor. Bilim kurgu yazarları özellikle bu fikre bayılıyor.
Yazar Kip Thorne bir fikir öne sürdü: Böyle bir manevra, cihazın yıldızlararası yolculuğun en büyük sorunlarından biri olan yakıt tüketimini çözmesine yardımcı olabilir. Ve daha riskli bir manevra önerdi: ikili kara delikleri kullanarak hızlanma. Kritik yörüngeyi bir kara delikten diğerine geçirmek bir dakikalık yakıt yakmayı gerektirecektir. Kara deliklerin etrafında birkaç tur attıktan sonra cihaz ışığa yakın bir hız kazanacaktır. Geriye kalan tek şey, iyi nişan almak ve yıldızlara doğru bir rota belirlemek için roket itişini etkinleştirmektir.
Olası olmayan? Evet. Harika mı? Kesinlikle. Thorne, böyle bir fikirle ilgili, yörüngelerin ve zamanlamanın doğru hesaplanması gibi cihazın doğrudan en yakın gezegene, yıldıza veya başka bir cisime gönderilmesini engelleyecek pek çok sorun olduğuna dikkat çekiyor. Eve dönme konusunda da sorular ortaya çıkıyor ancak böyle bir manevraya karar verirseniz kesinlikle geri dönmeyi planlamıyorsunuz.
Böyle bir fikrin emsali zaten oluşturuldu. 2000 yılında gökbilimciler galakside saatte 9 milyon kilometre gibi inanılmaz bir hızla uçan 13 süpernova keşfettiler. Urbana-Champagne'deki Illinois Üniversitesi'ndeki bilim adamları, bu asi yıldızların, iki ayrı galaksinin yok edilmesi ve birleşmesi süreci sırasında bir çift halinde kilitlenen bir çift kara delik tarafından galaksiden fırlatıldığını keşfettiler.
Yıldız Tohumu Başlatıcısı
Kendi kendini kopyalayan sondaların bile fırlatılması söz konusu olduğunda yakıt tüketimi bir sorun haline geliyor. Bu, insanların yıldızlararası mesafelere sondaların nasıl fırlatılacağı konusunda yeni fikirler aramasını engellemedi. Eğer bugün sahip olduğumuz teknolojiyi kullanırsak, bu süreç megatonlarca enerji gerektirecektir.
Atom Mühendisliği Enstitüsü'nden Forrest Bishop, yıldızlararası sondaları fırlatmak için kabaca bir araba aküsüne eşdeğer miktarda enerji gerektiren bir yöntem geliştirdiğini söyledi. Teorik Yıldız Tohumu Fırlatıcı yaklaşık 1000 kilometre uzunluğunda olacak ve esas olarak kablolardan ve tellerden oluşacak. Uzunluğuna rağmen her şey bir kargo gemisine sığabiliyor ve 10 voltluk bir pille çalıştırılabiliyor.
Planın bir kısmı, kütlesi bir mikrogramdan biraz daha fazla olan ve yalnızca uzayda daha fazla sonda inşa etmek için gereken temel bilgileri içeren sondaların fırlatılmasını içeriyor. Bir dizi fırlatmayla bu türden milyarlarca sonda fırlatılabilir. Planın ana fikri, kendi kendini kopyalayan sondaların fırlatıldıktan sonra birbirleriyle birleşebilmesidir. Fırlatıcının kendisi, itme gücü sağlayan ters bir kuvvet yaratan süper iletken manyetik kaldırma bobinleriyle donatılacak. Bishop, sondaların yıldızlararası radyasyona ve enkaza nasıl karşı koyacağı gibi planın bazı ayrıntılarının üzerinde çalışılması gerektiğini, ancak genel inşaatın başlayabileceğini söylüyor.
Uzay yaşamına özel bitkiler
Bir yere vardığımızda yiyecek yetiştirmenin ve oksijeni yeniden üretmenin yollarına ihtiyacımız olacak. Fizikçi Freeman Dyson bunun nasıl yapılabileceğine dair bazı ilginç fikirler önerdi.
1972'de Dyson ünlü dersini Londra'daki Birkbeck College'da verdi. Daha sonra, bazı genetik manipülasyonların yardımıyla, yalnızca büyümekle kalmayıp aynı zamanda örneğin kuyruklu yıldız gibi yaşanması zor bir yüzeyde de gelişebilen ağaçlar yaratmanın mümkün olabileceğini öne sürdü. Bir ağacı ultraviyole ışığı yansıtacak ve suyu daha verimli bir şekilde koruyacak şekilde yeniden programladığınızda, ağaç yalnızca kök salıp büyümekle kalmayacak, aynı zamanda dünya standartlarıyla hayal edilemeyecek boyutlara da ulaşacaktır. Bir röportajda Dyson, gelecekte hem uzayda hem de Dünya'da siyah ağaçların olabileceğini öne sürdü. Silikon bazlı ağaçlar daha verimli olacaktır ve verimlilik uzun ömürlülüğün anahtarıdır. Dyson, bu sürecin birkaç dakika meselesi olmayacağının altını çiziyor; belki de iki yüz yıl içinde nihayet ağaçların uzayda nasıl büyüyebileceğini bulacağız.
Dyson'ın fikri o kadar da tuhaf değil. NASA'nın Gelişmiş Kavramlar Enstitüsü, geleceğin sorunlarını çözmeye adanmış bir bölümün tamamıdır ve bunların arasında Mars yüzeyinde sürdürülebilir bitkiler yetiştirme görevi de vardır. Mars'taki sera bitkileri bile aşırı koşullarda büyüyecek ve bilim insanları, bitkileri Dünya'daki en zorlu koşulların bazılarında hayatta kalabilen minik mikroskobik organizmalar olan ekstremofillerle birleştirmeye çalışmak için farklı seçenekler deniyor. Ultraviyole ışığa karşı yerleşik bir dirence sahip olan yüksek rakımlı domateslerden dünyanın en soğuk, en sıcak ve en derin köşelerinde hayatta kalan bakterilere kadar bir gün bir Mars bahçesi oluşturabiliriz. Geriye kalan tek şey tüm bu tuğlaların nasıl bir araya getirileceğini bulmak.
Yerel kaynak geri dönüşümü
Yerden uzakta yaşamak Dünya'da yeni bir trend olabilir, ancak iş uzayda aylarca süren görevlere gelince bu gerekli hale geliyor. Şu anda NASA, diğer şeylerin yanı sıra, yerel kaynak kullanımı (ISRU) konusunu incelemekle meşgul. Bir uzay gemisinde yalnızca belirli bir alan vardır ve uzayda ve diğer gezegenlerde bulunan malzemeleri kullanmaya yönelik sistemler oluşturmak, özellikle varış noktası teslimatın çok zor olacağı bir yer olduğunda, herhangi bir uzun vadeli kolonizasyon veya seyahat için gerekli olacaktır. malzeme, yakıt, yiyecek vb. kargo. Yerel kaynakları kullanma olanaklarını göstermeye yönelik ilk girişimler, Hawaii yanardağlarının yamaçlarında ve kutup görevleri sırasında yapıldı. Görev listesi, yakıt bileşenlerinin küllerden ve doğal olarak erişilebilen diğer arazilerden çıkarılması gibi öğeleri içerir.
Ağustos 2014'te NASA, 2020'de fırlatılacak bir sonraki geziciyle Mars'a gidecek yeni oyuncakları açıklayarak güçlü bir duyuru yaptı. Yeni gezicinin cephaneliğindeki araçlar arasında, Mars oksijeni biçiminde yerel kaynak kullanımına yönelik bir deney olan MOXIE de yer alıyor. MOXIE, Mars'ın solunamayan atmosferini (%96 karbondioksit) alıp oksijen ve karbon monoksite bölecek. Cihaz, her saatlik çalışma için 22 gram oksijen üretebilecek. NASA ayrıca MOXIE'nin başka bir şey daha gösterebileceğini umuyor: üretkenlik veya verimlilik kaybı olmadan sürekli çalışma. MOXIE, yalnızca uzun vadeli dünya dışı görevlere yönelik önemli bir adım olmakla kalmayacak, aynı zamanda birçok potansiyel zararlı gazın yararlı gazlara dönüştürülmesinin yolunu da açabilir.
2 takım elbise
Uzayda üreme, özellikle mikro yerçekimi koşullarında çeşitli düzeylerde sorunlu hale gelebilir. 2009 yılında fare embriyoları üzerinde yapılan Japon deneyleri, döllenme sıfır olmayan yerçekimi koşullarında gerçekleşse bile, Dünya'nın normal yerçekiminin (veya eşdeğerinin) dışında gelişen embriyoların normal şekilde gelişmediğini gösterdi. Hücrelerin bölünmesi ve özel faaliyetler gerçekleştirmesi gerektiğinde sorunlar ortaya çıkar. Bu, döllenmenin gerçekleşmediği anlamına gelmiyor: Uzayda gebe bırakılan ve Dünya'daki dişi farelere nakledilen fare embriyoları başarılı bir şekilde büyüdü ve sorunsuz bir şekilde doğdu.
Bu aynı zamanda başka bir soruyu da gündeme getiriyor: Mikro yerçekiminde bebek üretimi tam olarak nasıl çalışıyor? Fizik yasaları, özellikle de her etkinin eşit ve zıt bir tepkiye sahip olması mekaniğini biraz saçma kılıyor. Yazar, oyuncu ve mucit Vanna Bonta bu konuyu ciddiye almaya karar verdi.
Ve 2suit'i yarattı: iki kişinin saklanıp bebek yapmaya başlayabileceği bir takım elbise. Onu bile kontrol ettiler. 2008 yılında 2suit, Kusmuk Kuyruklu Yıldızı (keskin dönüşler yapan ve dakikalarca süren ağırlıksızlık koşulları yaratan bir uçak) üzerinde test edildi. Bonta, icadı sayesinde uzayda balayının gerçeğe dönüşebileceğini öne sürerken, elbisenin acil durumlarda vücut ısısını korumak gibi daha pratik kullanımları da var.
Uzun Atış Projesi
Project Longshot, 1980'lerin sonlarında ortak bir çabanın parçası olarak ABD Deniz Harp Okulu ve NASA'dan bir ekip tarafından derlendi. Planın nihai hedefi, 21. yüzyılın başında Alpha Centauri'ye gidecek insansız bir sondayı fırlatmaktı. Hedefine ulaşması 100 yıl alacaktı. Ancak piyasaya sürülmeden önce geliştirilmesi gereken bazı temel bileşenlere de ihtiyacı olacak.
İletişim lazerlerine, uzun ömürlü fisyon reaktörlerine ve eylemsiz lazer füzyon roket itiş gücüne ek olarak başka unsurlar da vardı. Bilginin alıcı noktaya ulaştığında ilgili kalmasını sağlayacak kadar yıldızlararası mesafeler boyunca yeterince hızlı iletişim kurmak neredeyse imkansız olacağından, sondanın bağımsız düşünce ve işlevlere sahip olması gerekiyordu. Sondanın hedefine ulaşması 100 yıl alacağı için her şeyin inanılmaz derecede dayanıklı olması gerekiyordu.
Longshot çeşitli görevlerle Alpha Centauri'ye gönderilecekti. Temel olarak, trilyonlarca olmasa da milyarlarca başka yıldıza olan mesafelerin doğru şekilde hesaplanmasına olanak sağlayacak astronomik verileri toplaması gerekiyordu. Ancak gemiye güç sağlayan nükleer reaktör biterse görev de duracak. Longshot hiçbir zaman hayata geçmeyen çok iddialı bir plandı.
Ancak bu, fikrin emekleme aşamasında öldüğü anlamına gelmez. 2013 yılında Longshot II projesi, Icarus Interstellar öğrenci projesi biçiminde tam anlamıyla hayata geçti. Yeni versiyona uygulanabilen orijinal Longshot programından bu yana onlarca yıldır teknolojik ilerlemeler yaşandı ve program bir bütün olarak elden geçirildi. Yakıt maliyetleri gözden geçirildi, görev süresi yarıya indirildi ve Longshot tasarımının tamamı baştan aşağı revize edildi.
Nihai proje, çözülemeyen bir sorunun yeni teknolojilerin ve bilgilerin eklenmesiyle nasıl değiştiğinin ilginç bir göstergesi olacak. Fizik yasaları aynı kalıyor, ancak 25 yıl sonra Longshot ikinci bir rüzgar bulma ve bize yıldızlararası yolculuğun geleceğinin nasıl olması gerektiğini gösterme fırsatına sahip.
listverse.com'daki materyallere dayanmaktadır
