Tai yra mokslinės fantastikos kuokštas ir kažkas, apie ką daugelis žmonių vienu metu fantazavo: idėja išsiųsti kosminius laivus su kolonistais ir persodinti žmonijos sėklą tarp žvaigždžių. Atrasti naujus pasaulius, tapti tarpžvaigždine rūšimi ir galbūt rasti nežemiškų civilizacijų svajonė išplisti už Saulės sistemos ribų yra tokia, kuri netrukus negali tapti realybe!
Dešimtmečiais mokslininkai svarstė, kaip žmonija vieną dieną galėtų pasiekti šį kilnų tikslą. Ir jų sugalvota koncepcija turi daugybę privalumų ir trūkumų. Šie pliusai ir minusai buvo iškelti neseniai Martyno Braddocko, Mansfieldo ir Suttono astronomijos draugijos nario, Karališkosios biologijos draugijos ir Karališkosios astronomijos draugijos bendradarbio, tyrime.
Neseniai moksliniame žurnale pasirodė tyrimas, pavadintas „Kelionės į gilų kosmosą koncepcijos: nuo metmenų pavaros ir užmigdymo iki pasaulinių laivų ir kriogenikos“. Dabartinės biomedicinos inžinerijos ir biomokslų tendencijos („Juniper Journals“ leidinys). Kaip Braddockas nurodo savo tyrime, klausimas, kaip žmonės galėtų tyrinėti kaimynines žvaigždžių sistemas, pastaraisiais metais tapo aktualesnis dėl egzoplanetų atradimų.
Kaip mes apžvelgėme ankstesniame straipsnyje „Kiek laiko užtruktų kelionė iki artimiausios žvaigždės?“, Yra daugybė siūlomų ir teorinių būdų, kaip keliauti tarp mūsų Saulės sistemos ir kitų galaktikos žvaigždžių. Tačiau ne tik naudojamos technologijos, ir tam reikalingas laikas, taip pat turi biologinių ir psichologinių padarinių žmonių įguloms, į kuriuos reikėtų atsižvelgti iš anksto.
Dėl to, kad pastaraisiais metais atsinaujina visuomenės susidomėjimas kosmoso tyrinėjimais, tampa vis reikalingesnė visų įmanomų metodų ekonominės naudos analizė. Kaip dr. Braddock pasakojo „Space Magazine“ el. Paštu:
Tarpžvaigždinės kelionės tapo aktualesnės dėl suderintų pastangų visose kosmoso agentūrose rasti būdų, kaip palaikyti žmonių sveikatą per trumpas (2–3 metų) keliones kosmose. Kai Marso misijos yra pagrįstai akivaizdoje, Stepheno Hawkingo mirtis išryškina daugelio jo įsitikinimų, kad turėtume kolonizuoti gilųjį kosmosą, ir Elono Musko pasiryžimo iki minimumo sumažinti kelionių kosmose švaistymą, taip pat atgimusios vizijos apie „užsukamus“ priedus prie ISS („Bigelow“ plečiama) modulis) sugalvoja keletą įsivaizduojamų sąvokų “.
Braddockas savo tyrime apsvarsto penkias pagrindines įgulų komandiruočių į kitas žvaigždžių sistemas būdus. Tai apima superliuminacines (dar žinomas kaip / FTL) keliones, žiemojimo ar sustingimo režimus, nereikšmingą senėjimo (dar žinomą kaip anti-senėjimo) inžineriją, pasaulio laivus, galinčius palaikyti kelių kartų keliautojus (dar žinomus kaip kartos laivus), ir cyogeninio užšalimo technologijas.
Kelionių FTL pranašumai yra akivaizdūs ir, nors šiuo metu tai yra visiškai teorinė, šiandien yra koncepcijos, tiriamos. Žymią FTL koncepciją, vadinamą „Alcubierre Warp Drive“, šiuo metu tiria kelios organizacijos, tarp kurių yra „Tau Zero“ fondas ir Pažangiosios jėgos fizikos laboratorija: „Eagleworks“ (APPL: E) NASA Johnsono kosmoso centre.
Trumpai jį suskaidžius, šis kosminės kelionės būdas apima laiko-erdvės audinio ištempimą bangoje, kuri (teoriškai) priverstų susitraukti erdvę laivo priekyje ir plėsti erdvę už jo. Tada laivas plauks per šį kosmoso regioną, vadinamą „metmenų burbulu“. Kadangi laivas nejuda burbule, o yra nešamas tolyn, pačiam regionui judant, įprastiniai reliatyvistiniai efektai, tokie kaip laiko kitimas, netaikomi.
Kaip nurodo daktaras Brannockas, tokios varomosios sistemos pranašumai yra galimybė pasiekti „akivaizdžią“ FTL kelionę nepažeidžiant reliatyvumo įstatymų. Be to, laivu, plaukiančiu metmenų burbulu, nereikėtų jaudintis dėl susidūrimo su kosmoso šiukšlėmis, o didžiausio pasiekiamo greičio viršutinė riba nebus nustatyta. Deja, šio keliavimo būdo praradimas yra taip pat akivaizdus.
Tai apima tai, kad šiuo metu nėra žinomų metodų, kaip sukurti metmenų burbulą erdvės regione, kuriame jo dar nėra. Be to, norint sukurti šį efektą, prireiks ypač daug energijos, ir nežinomas būdas laivui išeiti iš metmenų burbulo, kai jis įeis. Trumpai tariant, FTL kol kas yra tik teorinė sąvoka ir nėra jokių požymių, kad artimiausiu metu ji pereitų nuo teorijos prie praktikos.
„Pirmoji [strategija] yra FTL kelionės, tačiau kitose strategijose pripažįstama, kad FTL kelionės yra labai teorinės ir kad viena galimybė yra pratęsti žmogaus gyvenimą arba užsiimti kelių kartų kelionėmis“, - sakė dr. Braddock. „Pastarojo galima pasiekti ateityje, atsižvelgiant į norą suprojektuoti pakankamai didelį laivą ir varomosios technologijos plėtrą, kad būtų pasiektas 0,1 x c.“
Kitaip tariant, labiausiai tikėtinos tarpžvaigždinių kelionių kosmose koncepcijos greičiu nesieks didesnio nei dešimt procentų šviesos greičio greičio – apie 29,979,245,8 m / s (~ 107,925,285 km / h; 67,061,663 mph). Tai vis dar yra a labai aukštas užsakymas, atsižvelgiant į tai, kad greičiausia iki šiol vykusi misija buvo „Helios 2“ misijos maksimalus greitis buvo didesnis nei 66 000 m / s (240 000 km / h; 150 000 mph). Vis dėlto tai suteikia realistiškesnį pagrindą darbui viduje.
Kalbant apie žiemojimo ir miego režimus, pranašumai (ir trūkumai) yra akivaizdesni. Pradedantiesiems, ši technologija yra įgyvendinama ir buvo plačiai ištirta tiek dėl trumpesnių laikotarpių, tiek žmonėms, tiek gyvūnams. Pastaruoju atveju natūralūs žiemojimo ciklai yra įtikinamiausi įrodymai, kad žiemojimas gali trukti ištisus mėnesius be jokių incidentų.
Tačiau neigiami dalykai nugrimzta į visus nežinomus dalykus. Pvz., Yra tikėtina audinių atrofijos rizika, atsirandanti dėl ilgo laiko, praleisto mikrogravitacijos aplinkoje. Tai gali būti sušvelninta dirbtiniu sunkio jėga ar kitomis priemonėmis (pvz., Raumenų elektrostimuliacija), tačiau prieš tai bandant, reikia atlikti daug klinikinių tyrimų. Tai kelia daugybę etinių klausimų, nes tokie bandymai keltų jų pačių riziką.
Inžinerinės nereikšmingos sensacijos (SENS) strategijos yra dar viena galimybė, siūlanti žmonėms potencialą atremti ilgalaikio kosminio skrydžio padarinius, pakeisdama senėjimo procesą. Ši technologija ne tik užtikrins, kad ta pati karta, kuri įlipo į laivą, patektų į paskirties vietą, tačiau ši technika taip pat gali skatinti kamieninių ląstelių terapijos tyrimus čia, Žemėje.
Vis dėlto ilgalaikio skraidymo kosmose kontekste norint visiškai atjauninti, prireiks kelių gydymo procedūrų (arba tęstinių viso kelionės metu). Taip pat iš anksto reikės atlikti nemažą kiekį tyrimų, kad būtų galima išbandyti procesą ir išspręsti atskirus senėjimo komponentus, o tai vėl leistų kelti etinių problemų.
Tada yra pasauliniai laivai (dar žinomi kaip kartos laivai), kur būtų naudojami savarankiški ir save palaikantys erdvėlaiviai, pakankamai dideli, kad tilptų kelios kosminių keliautojų kartos. Šie laivai pasikliautų įprastine varomąja jėga, todėl norint pasiekti kitą žvaigždžių sistemą prireiks šimtmečių (ar tūkstantmečių). Tiesioginiai šios koncepcijos pranašumai yra tai, kad ji įgyvendins du pagrindinius kosmoso tyrinėjimo tikslus - išlaikyti žmonių koloniją kosmose ir leisti keliauti į potencialiai pritaikytą egzoplanetą.
Be to, kartos laivas remtųsi šiuo metu įgyvendinamomis varomosios jėgos koncepcijomis, o tūkstančiams įgulų padaugėtų galimybių sėkmingai kolonizuoti kitą planetą. Žinoma, tokių didelių erdvėlaivių pastatymo ir priežiūros išlaidos būtų per didelės. Taip pat kyla moralinių ir etinių iššūkių, susijusių su žmonių įgulų siuntimu į gilią kosmosą per tokį ilgą laiką.
Pvz., Ar yra kokių nors garantijų, kad įgula ne visi pasijustų be proto ir vienas kitą užmuštų? Ir paskutinis dalykas yra tai, kad tuo tarpu Žemėje bus kuriami naujesni, tobulesni laivai. Tai reiškia, kad greitesnis laivas, kuris vėliau išplauks iš Žemės, sugebės aplenkti kartos laivą, kol jis nepasieks kitos žvaigždės sistemos. Kodėl išleidžiant tiek laiko laive, kai jis gali pasenti, kol jis net nepriartėja prie jo paskirties?
Galiausiai yra kriogenika - sąvoka, kuri buvo plačiai išnagrinėta per pastaruosius kelis dešimtmečius kaip galima gyvenimo pratęsimo ir kelionių į kosmosą priemonė. Daugeliu atžvilgių ši koncepcija yra užmigdymo technologijos pratęsimas, tačiau naudinga daugeliu naujausių pasiekimų. Tiesioginis šio metodo pranašumas yra tas, kad jis atspindi visus dabartinius technologijos ir reliatyvistinės visatos nustatytus apribojimus.
Iš esmės nesvarbu, ar FTL (ar greitis didesnis nei 0,10 c) yra įmanomos arba kiek laiko truks kelionė, nes įgula visą laiką miega ir puikiai išsilaiko. Be to, mes jau žinome apie technologinius darbus, kuriuos parodė naujausi pasiekimai, kai organų audiniai ir net sveiki organizmai buvo sušildyti ir stiklinti po to, kai buvo kriogeniniu būdu užšaldyti.
Tačiau rizika taip pat didesnė nei žiemojimo metu. Pavyzdžiui, dar nežinomas ilgalaikis kriogeninio užšalimo poveikis aukštesnės eilės gyvūnų ir žmonių fiziologijai ir centrinei nervų sistemai. Tai reiškia, kad prieš tai kada nors bandant, prireiks išsamių bandymų ir bandymų su žmonėmis, o tai dar kartą kelia daugybę etinių iššūkių.
Galų gale yra daugybė nežinomųjų, susijusių su bet kokiais potencialiais tarpžvaigždinių kelionių metodais. Panašiai reikia daug daugiau tyrimų ir plėtros, kad galėtume drąsiai pasakyti, kuris iš jų yra labiausiai įmanomas. Tuo tarpu daktaras Braddockas pripažįsta, kad daug didesnė tikimybė, kad bet kokie tarpžvaigždiniai reisai apims robotų tyrinėtojus, naudojančius telepresencijos technologiją, kad parodytų mums kitus pasaulius - nors jie neturi tokio paties viliojimo.
„Be abejo, ir tai peržiūri ankstyvą von Neumanno replikacijos zondų koncepciją (atėmus replikaciją!)“, - sakė jis. „Cube Sats“ ar panašūs dalykai gali pasiekti šį tikslą, tačiau greičiausiai neįtakos visuomenės vaizduotės tiek, kiek keliauja žmogaus kosmosas. Aš tikiu, kad seras Martinas Reesas pasiūlė pusiau žmogaus AI tipo prietaiso koncepciją ... taip pat šiek tiek nutolusią “.
Šiuo metu yra tik viena siūloma misija, kaip siųsti tarpžvaigždinį kosminį laivą į netoliese esančią žvaigždžių sistemą. Tai būtų „Breakthrough Starshot“, pasiūlymas vos per 20 metų į „Alpha Centauri“ nusiųsti lazeriu su burėmis varomą nanokraną. Pagreitėjęs iki 4,4704,000 m / s (160,934,400 km / h; 100 milijonų mylių per valandą) 20% šviesos greičio, šis laivas praleis „Alfa Centauri“ lakūną ir taip pat galės skleisti namų „Proxima b“ vaizdus.
Be to, visos misijos, susijusios su vėdinimu į išorinę Saulės sistemą, susideda iš robotų orbitų ir zondų, o visos siūlomos įgulos narių misijos yra nukreiptos astronautų siuntimui atgal į Mėnulį ir į Marsą. Vis dėlto žmonija dar tik pradeda kosmoso tyrinėjimus ir, be abejo, turime baigti tyrinėti savo Saulės sistemą, kad galėtume apsvarstyti tyrinėjimą už jos ribų.
Galų gale reikės daug laiko ir kantrybės, kad galėtume pradėti rizikuoti už Kuiperio juostos ir Oorto debesų, kad pamatytume, kas ten yra.
