To je glavna znanstvena fantastika i nešto o čemu su mnogi maštali u jednom ili drugom trenutku: ideja o slanju svemirskih brodova s kolonistima i presađivanju sjemena čovječanstva među zvijezde. Između otkrivanja novih svjetova, postajanja međuzvjezdane vrste i možda čak pronalaska izvanzemaljskih civilizacija san o širenju izvan Sunčevog sustava je onaj koji se ne može ubrzo postati stvarnost!
Znanstvenici su desetljećima razmišljali kako čovječanstvo može jednog dana postići taj uzvišen cilj. Raspon koncepata koje su iznijeli predstavljaju čitav niz prednosti i nedostataka. Ti su nedostaci istaknuti u nedavnoj studiji Martina Braddocka, člana Astronomskog društva Mansfield i Sutton, suradnika Kraljevskog biološkog društva i suradnika Kraljevskog astronomskog društva.
Studija pod naslovom „Koncepti za duboka svemirska putovanja: od varljivih pogona i hibernacije do svjetskih brodova i kriogenike“ nedavno se pojavila u znanstvenom časopisu Aktualni trendovi u biomedicinskom inženjerstvu i bioznanostima (publikacija Juniper Journals). Kao što Braddock u svojoj studiji ukazuje, pitanje kako bi ljudska bića mogla istraživati susjedne sustave zvijezda postalo je relevantnije posljednjih godina zahvaljujući otkrićima egzoplaneta.
Kao što smo pregledali u prethodnom članku, "Koliko bi trebalo putovati do najbliže zvijezde?", Postoje brojni predloženi i teorijski načini putovanja između našeg Sunčevog sustava i drugih zvijezda u galaksiji. Međutim, osim uključene tehnologije i vremena koje je potrebno, postoje i biološke i psihološke posljedice za ljudske posade koje je potrebno prethodno uzeti u obzir.
A zahvaljujući načinu na koji je posljednjih godina obnavljan interes javnosti za istraživanje svemira, sve su potrebne potrebe za analizom troškova i koristi svih mogućih metoda. Kao što je dr. Braddock rekao za Space Magazine putem e-maila:
„Međuzvjezdana putovanja postala su relevantnija zbog zajedničkog napora da se kroz sve svemirske agencije pronađu načini za održavanje zdravlja ljudi u„ kratkim “(2-3 god) svemirskim putovanjima. S misija na Marsu koji su razumno vidljivi, smrt Stephena Hawkinga istaknula je jedno od njegovih mnogih uvjerenja da bismo trebali kolonizirati duboki svemir i odlučnost Elona Muska da minimizira otpad na svemirska putovanja, zajedno s preporođenim vizijama "prikovanog" pribora ISS-u (Bigelow proširiv modul) dočarava neke maštovite koncepte. "
Sve rečeno, dr. Braddock u svojoj studiji smatra pet glavnih načina za postavljanje posada misija na druge sustave zvijezda. Tu se ubrajaju super-luminalni (aka / FTL) režimi putovanja, hibernacija ili stacionarni režimi, zanemariva tehnologija starenja (aka. Anti-aging) inženjering, svjetski brodovi sposobni podržati više generacija putnika (aka. Generacija brodova) i ciogene tehnologije zamrzavanja.
Prednosti putovanja FTL-om su očite, a iako su u ovom trenutku i dalje posve teorijske, danas postoje koncepti koji se istražuju. Značajan koncept FTL - poznat pod nazivom Alcubierre Warp Drive - trenutno istražuju više organizacija, što uključuje Zakladu Tau Zero i Naprednu laboratoriju za fiziku propulzije: Orao (APPL: E) u NASA-ovom svemirskom centru Johnson.
Da bi se ovo sažeto razgradilo, ova metoda svemirskog putovanja uključuje rastezanje tkanine prostora-vremena u valu koji bi (u teoriji) trebao prouzročiti sažimanje prostora ispred broda i širenja prostora iza njega. Brod bi tada vozio kroz svemir, poznat kao "warp balon". Budući da se brod ne kreće unutar mjehurića, već se nosi dok se sama regija kreće, konvencionalni relativistički efekti poput vremenske dilatacije ne bi se primjenjivali.
Kao što dr. Brannock ukazuje, prednosti takvog pogonskog sustava uključuju mogućnost postizanja "očiglednog" FTL putovanja bez kršenja zakona relativnosti. Osim toga, brod koji putuje u bazenu osnove ne bi se morao brinuti sudarati s svemirskim krhotinama, a ne bi postojala gornja granica maksimalne dostignute brzine. Nažalost, nedostaci ove metode putovanja podjednako su očigledni.
Oni uključuju činjenicu da trenutno ne postoje poznate metode za stvaranje warp mjehurića u prostoru prostora koji ga još ne sadrži. Pored toga, potrebna bi bila izuzetno velika energija da bi se postigao taj efekt, a ne postoji način da brod izađe iz warp mjehurića kad jednom uđe. Ukratko, FTL je za sada čisto teoretski koncept i nema naznaka da će se u teoriji od teorije prebaciti na praksu u skoroj budućnosti.
"Prva [strategija] je FTL putovanje, ali druge strategije prihvaćaju da je FTL putovanje vrlo teoretsko i da je jedna mogućnost produžiti ljudski život ili sudjelovati u putovanjima više generacija", rekao je dr. Braddock. "Ovo posljednje moglo bi se postići u budućnosti, s obzirom na spremnost za projektiranje dovoljno velikog broda i razvoj pogonske tehnologije za postizanje 0,1 x c."
Drugim riječima, najvjerojatniji pojmovi za međuzvjezdana svemirska putovanja vjerojatno neće postići brzinu svjetlosti veću od deset posto. – oko 29.979.245,8 m / s (~ 107.925.285 km / h; 67.061.663 mph). Ovo je još uvijek vrlo visoki red s obzirom na to da je do sada bila najbrža misija Helios 2 misije, koja je postigla maksimalnu brzinu od preko 66 000 m / s (240 000 km / h; 150 000 mph). Ipak, to pruža realniji okvir za djelovanje.
Kad su u pitanju jedinice za hibernaciju i stacionar, prednosti (i nedostaci) su neposrednije. Za početak je ta tehnologija ostvariva i opsežno je proučavala kraće vremenske okvire i za ljude i za životinje. U potonjem slučaju, prirodni ciklusi hibernacije daju najuvjerljiviji dokaz da hibernacija može trajati mjesecima bez incidenata.
Slabosti se, međutim, svode na sve nepoznanice. Na primjer, postoje vjerojatni rizici atrofije tkiva koji proizlaze iz duljeg vremena provedenog u mikrogravitacijskom okruženju. To bi se moglo ublažiti umjetnom gravitacijom ili drugim sredstvima (poput elektrostimulacije mišića), ali potrebna su znatna klinička istraživanja prije nego što se to pokuša. To otvara čitav niz etičkih pitanja, budući da bi takvi testovi predstavljali vlastiti rizik.
Strategije za konstruirano zanemarivo starenje (SENS) su još jedna smjernica koja ljudima nudi potencijal suzbijanja efekata dugotrajnih svemirskih letova preokrećući proces starenja. Osim što osigurava da će ista generacija koja se ukrcala na brod biti ona koja će ga uputiti na odredište, ova tehnika također ima potencijal za pokretanje istraživanja terapije matičnim ćelijama ovdje na Zemlji.
Međutim, u kontekstu dugotrajnog svemirskog leta, više tretmana (ili kontinuiranih tretmana tijekom putovanja) vjerojatno će biti potrebno da bi se postiglo potpuno pomlađivanje. Unaprijed bi bila potrebna i znatna količina istraživanja kako bi se testirao postupak i riješili pojedinačni sastojci starenja, što će opet dovesti do brojnih etičkih problema.
Zatim postoje svjetski brodovi (aka. Generacija brodova), gdje bi se koristili samostojeći i samoodrživi svemirski brod, dovoljno velik da primi nekoliko generacija svemirskih putnika. Ti bi se brodovi oslanjali na konvencionalno pokretanje i stoga im treba stoljećima (ili tisućljećima) da dođu do drugog zvjezdanog sustava. Neposredne prednosti ovog koncepta su u tome što bi ispunio dva glavna cilja istraživanja svemira, a to bi bilo održavanje ljudske kolonije u svemiru i omogućavanje putovanja na potencijalno obitavajuću egzoplanetu.
Osim toga, brod generacije bi se oslanjao na pogonske koncepte koji su trenutno izvedivi, a tisuću posada umnožiće šanse za uspješno koloniziranje drugog planeta. Naravno, troškovi izgradnje i održavanja tako velikih svemirskih brodova bili bi neprocjenjivi. Tu su i moralni i etički izazovi slanja ljudskih posada u duboki svemir u tako dugim vremenskim razdobljima.
Na primjer, postoji li jamstvo da se posada ne bi poludjela i ubila se? I posljednje, činjenica je da bi se u međuvremenu na Zemlji razvili noviji, napredniji brodovi. To znači da bi brži brod, koji bi kasnije otputovao sa Zemlje, mogao prestići brod generacije prije nego što dođe do drugog zvjezdanog sustava. Zašto trošiti toliko na brod, ako je vjerojatno da će zastarjeti prije nego što uopće doputuje do odredišta?
Konačno, tu je kriogenika, koncept koji se intenzivno istražio u posljednjih nekoliko desetljeća, kao mogući način produženja života i svemirskih putovanja. Ovaj je koncept na mnogo načina proširenje tehnologije hibernacije, ali ima koristi od brojnih nedavnih dostignuća. Neposredna prednost ove metode je u tome što obuhvaća sva trenutna ograničenja koja nameće tehnologija i relativistički svemir.
U osnovi, nije važno je li FTL (ili brzina iznad 0,10) c) mogući su ili koliko dugo će trajati putovanje jer posada spava i savršeno je očuvana tijekom trajanja. Povrh toga, tehnologija već djeluje, što pokazuju i nedavni pomaci gdje su tkiva organa, pa čak i čitavi organizmi bili zagrijani i vitrificirani nakon kriogenog zamrzavanja.
Međutim, rizici su također veći nego kod hibernacije. Primjerice, još nisu poznati dugoročni učinci kriogenog zamrzavanja na fiziologiju i središnji živčani sustav životinja i ljudi višeg reda. To znači da će biti potrebna opsežna ispitivanja i ispitivanja ljudi prije nego što je ikada pokušao, što opet izaziva niz etičkih izazova.
Na kraju, puno je nepoznanica povezanih s bilo kojim i svim potencijalnim metodama međuzvjezdanih putovanja. Slično je, mnogo više istraživanja i razvoja potrebno prije nego što sa sigurnošću možemo reći koja je od njih izvodljiva. U međuvremenu, dr. Braddock priznaje da je puno vjerojatnije da će svako međuzvjezdano putovanje uključiti robotske istraživače koji koriste teleprisutnu tehnologiju da bi nam pokazao druge svjetove - iako oni nemaju istu privlačnost.
"Gotovo sigurno, i ovo ponovno odražava rani koncept von Neumannove replikacije (umanjen za replikaciju!"), Rekao je. „Kockasto sjedalo ili slično možda postižu ovaj cilj, ali vjerojatno neće angažirati javnu maštu ni približno toliko koliko ljudsko putovanje u svemir. Vjerujem da je Sir Martin Rees predložio koncept uređaja polu-ljudskog tipa AI ... također na neki način. "
Trenutno postoji samo jedna predložena misija za slanje letjelice međuzviježde u obližnji sustav zvijezda. Ovo bi bio Breakthrough Starshot, prijedlog da se u samo 20 godina laserski naoružanoj nano letjelici pošalji Alfa Centauri. Nakon što bi ubrzao do 4.4704.000 m / s (160.934.400 km / h; 100 milijuna mph) 20% brzine svjetlosti, ovaj bi brod upravljao letom Alpha Centauri, a također bi mogao emitirati kućne slike Proxime b.
Pored toga, sve misije koje uključuju odlazak u vanjski Sunčev sustav sastoje se od robotskih orbita i sondi, a sve predložene misije s posadom usmjerene su na slanje astronauta na Mjesec i na Mars. Ipak, čovječanstvo tek počinje s istraživanjem svemira i sigurno moramo završiti istraživanje vlastitog Sunčevog sustava prije nego što ćemo moći razmišljati o istraživanju izvan njega.
Na kraju će trebati mnogo vremena i strpljenja prije nego što počnemo odlaziti izvan Kuiperovog pojasa i Oortovog oblaka da vidimo što ima.
