Ljudi su dugo sanjali o putovanju na daleke planete; isto se pitanje obrađuje u znanstvenoj fantastici više od jednog stoljeća. U stvarnosti postoje mnogi problemi koji nas sprječavaju u tome, uključujući nedostatak odgovarajućih tehnologija. Ali to ne sprečava znanstvenike da teoretiziraju moguće načine osvajanja svemira, koji jednog dana mogu postati sasvim stvarni.
Ionski motori
Ionski potisnici vjerojatno neće biti novi za navijače Ratova zvijezda, jer su ih izveli borci TIE. To je ujedno i dobro utvrđena tehnologija koju je sonda Dawn pokrenula u rujnu 1997. za proučavanje patuljastih planeta Vesta i Ceres.
Ionski motori rade kada su ksenonski atomi bombardirani elektronima kako bi tvorili ione. Na stražnjem dijelu motora nalaze se metalne mrežice napunjene na 1000 volti koje puštaju ione ogromnom brzinom. Potisak je prilično mali, ali s obzirom na to da je prostor okruženje bez trenja i nulte gravitacije, on se stalno povećava. Najveća brzina zore je 38.600 km / h.
Ionski motori zahtijevaju minimalno gorivo. Oni su 10 puta učinkovitiji od kemijskih motora. Oni dobivaju svoju energiju iz velikih solarnih panela, tako da nema potrebe za izgradnjom skladišta goriva. Također daje ionskim potisnicima, u teoriji, neiscrpni izvor energije.
Trenutačni problem s ionskim motorima je taj što su oni prespori za prijevoz ljudi. Na primjer, mogli bi se koristiti za prijevoz opreme i zaliha do marsovskih kolonija.
Promotivni video:
Bussard ramjet
Kao što je već spomenuto, jedan od najvećih izazova s kojim se suočava svemirska putovanja je količina potrebne goriva. Da bi se ovaj problem riješio 1960-ih, predloženo je stvaranje takozvanog Bussard Interstellar Ramjet.
Ideja je da svemirski brod prikuplja protone razasute po svemiru dok putuje. Ako se ovi protoni mogu potom sintetizirati, svemirska letjelica u osnovi leti nuklearnom raketom.
Istina, postoji niz problema s Ramjet konceptom. Možete podići samo određeni broj protona, a kako se protoni pokupe, rodit će se i značajan otpor. Pored toga, postavlja se malo pitanje stvaranja stabilnog uređaja za nuklearnu fuziju.
Kretanje nuklearnim impulsom
Ideja korištenja nuklearne energije za pokretanje svemirskih letjelica datira iz pedesetih godina prošlog stoljeća. Projekt Orion bio je inicijativa NASA-e, koja je odlučila izgraditi brod veličine lijepog nebodera, pokrenutog od eksplozije nuklearne bombe ispod. Već počinjete nagađati o problemima povezanim s projektom. Za početak, nakon ovog projekta trebala bi ostati ogromna količina zračenja, a sami će astronauti dobiti trovanje zračenjem.
Kad bomba eksplodira, stvorit će elektromagnetski impuls koji će uništiti brodsku elektroniku. I to ako je lansiranje i dalje uspješno i ne vodi kobnim gubicima. Projekt Orion smatrao se prije svega zato što bi nas mogao stići na Mars za tri mjeseca. Običan brod trebao bi uzeti osamnaest.
Očito je da je Project Orion mrtav, ali ideja koja stoji iza toga živi. Voyager 1, Voyager 2 i Cassini koristili su oblik nuklearne energije koji se temelji na raspadanju plutonija, pretvarajući ga u električnu energiju, za svoje letove. Nažalost, rezerve potrebnog plutonija na našem planetu su se našle i prilično je teško pokrenuti ponovnu proizvodnju, jer je to nusproizvod stvaranja nuklearnih bombi.
Kretanje laserskim snopovima
Zrakoplovni inženjer Leic Mirabeau došao je na ideju da koristi lasersko kretanje 1988. godine, radeći na projektu proturaketne obrane Star Wars. Aparat Mirabeau trebao je biti stožast. Snažni laserski zrak pucao bi s uskog kraja konusa koji sadrži parabolični reflektor.
To bi zagrijavalo zrak iznutra na 30 000 stupnjeva, što bi dovelo do eksplozija koje bi stvorile potisak. Mirabeau je vjerovao da će se takav uređaj pojaviti u sljedećih 20 godina, ali njegovi su vršnjaci na tu ideju gledali sumnjičavo.
Međuzvjezdani svemirski brod "Daedalus"
Britansko interplanetarno društvo provodilo je istraživanje pet godina, počevši od 1973., istražujući mogućnost slanja ljudi u Barnardovu zvijezdu, koja je udaljena šest svjetlosnih godina. Njihovo rješenje bilo je međuplanetarna svemirska letjelica "Daedalus". Daedalus je bio gigantski svemirski brod, također veličine dobrog nebodera, i definitivno bi se sastavio u zemaljskoj orbiti.
Kao i Project Orion, morao je koristiti fuzijske motore. Pelete goriva bi se velikom brzinom ubrizgavale u reakcijsku komoru, gdje bi ih snopovi visokoenergetskih elektrona zapalili. Prva faza trebala je podići Zemlju 46.000 tona goriva, druga - mali dio broda s 4.000 tona goriva. Gorivo je trebao biti helij-3.
Helij-3 je nevjerojatno rijedak na Zemlji, ali vjeruje se da je na Mesecu mnogo obilniji; može se naći i u kozmičkim oblacima. Prikupljanje potrebnog iznosa trajalo bi 20 godina. Helij-3 je također vrlo teško zapaliti kao gorivo jer zahtijeva puno topline. Ali da je projekt izgorio, uređaj bi ubrzao do 12,2% brzine svjetlosti i postigao bi Barnardovu zvijezdu za 50 godina.
2009. godine započela su istraživanja u okviru Icarusovog projekta, koji bi trebao pokazati kakvo međuzvjezdano putovanje može postati nakon toliko godina znanstvenog napretka.
Vožnja asteroida
Jedan od najvećih problema svemirskih putovanja ostaje utjecaj kozmičkih zraka. Ako osobi treba 1000 dana da stigne na Mars, dobit će takvo zračenje da će šanse za razvoj raka porasti s 1 na 19 posto.
Svemirska letjelica izrađena je od laganih materijala, a štiti od zračenja su preteški. Stoga profesor fizike s Massachusetts Institute of Technology vjeruje da je najbolji način putovanja dugim udaljenostima sletjeti na asteroid i stvoriti tunel ispod njegove površine.
Asteroid mora biti širok 10 metara i unutar nekoliko milijuna kilometara od Zemlje i Marsa kako bi planirao raditi. Do sada je poznato pet takvih asteroida i svi će oni proći blizu Zemlje do 2100. godine. Putovanje će biti jednosmjerno, jer nema asteroida koji lete naprijed-nazad. Međutim, stalno se događaju nova otkrića, pa ćemo možda u pravo vrijeme pronaći asteroid koji leti s Marsa na nas.
Solarno jedro
Iako su jedra po današnjim standardima jedva visokotehnološka, u svemirskom su kontekstu dobila dobro ažuriranje. Umjesto da koriste vjetar, ta će jedra koristiti energiju sunca. Solarna jedra dat će svemirskom brodu malo potiska, ali budući da u prostoru nema trenja, ta će jedra postupno poprimati brzinu.
Na primjer, solarno jedro široko 400 metara može prijeći više od dvije milijarde kilometara godišnje. To je brže nego što može proći brod s pogonom na kemikalije. Bilo bi i jeftinije.
Projekti solarnih jedrenja također nisu rijetkost. Jedan od NASA-e zove se Sunjammer, nazvan po kratkoj priči Arthura Clarkea. Jedro Sunjammer može se izrađivati od materijala Kapton i može biti debelo pet mikrona, težine manje od 20 kilograma, a kada je pakirano, može biti veliko kao i perilica rublja.
Druga varijanta, stvorena u čast Carla Sagana, trebala bi uskoro izaći u orbitu. Postoji i teorija da bi solarno jedro moglo odvesti svemirsku letjelicu u drugi solarni sustav. Takvo će jedro biti veličine velikog grada i njegovo aktivno središte bit će moćan laser.
Magnetsko jedro
Većina protona i elektrona emitiranih iz Sunca kreće se od 400 do 600 kilometara u sekundi. Magnetsko jedro moglo bi iskoristiti njihovu energiju i odgurnuti se od njih. Petlja od vodljivog materijala može proizvesti magnetsko polje koje je okomito na solarni vjetar, a to će gurnuti plovilo u željenom smjeru.
Problem je što magnetsko jedro mora biti dugačko 100 kilometara. Tehnologije koje omogućuju izradu jedra od supravodivog materijala ove veličine i održavanje potrebne temperature jednostavno sada nisu dostupne. Magnetska jedra ostaju teorija dok se tehnologija ne razvije.
Crv rupa
Crvotočine su izvorno iz znanstvene fantastike koje su inspirirale ljude od svog nastanka u teoriji 1921. godine. Iako je njihovo postojanje dopušteno, izravni dokazi za to još nisu pronađeni. Crvotočine su u osnovi tuneli u prostoru kroz koji, teoretski, može proći objekt. Istodobno, crvotočne rupe su nestabilne - ako netko želi proći kroz jedan od njih, njegovi se zidovi mogu srušiti.
Za siguran prolazak kroz crvotočni otvor, aparat mora koristiti antigravitacijsku silu. Fizičari vjeruju da jednostavno nećemo sakupljati dovoljno energije. Ako postoji crvotočina kroz koju ljudi mogu proći, u prirodi to definitivno nije; međutim, dovoljno napredna civilizacija mogla bi je izgraditi. Stoga, dok ga ne upoznamo ili izgradimo, crvotočina će ostati znanstvena fantastika.
Warp Drive
Popularizirana od strane Star Trek, ideja warp pogona omogućava vam putovanje doslovno brže od brzine svjetlosti bez kršenja zakona fizike. Ipak, znanstvenici vjeruju u mogućnost njegove provedbe. Fizičar Miguel Alcubierre prvi je predložio ideju: stvoriti svemirski brod u obliku kugle za ragbi s ravnim prstenom oko njega. Istina, da bi brod mogao letjeti, potrebna vam je kugla antimaterije veličine Jupitera.
Kako bi takav svemirski brod bio moguć, NASA-in Harold White izmijenio je projekt. Teoretski, njegov modificirani brod trebao bi mnogo manje antimaterije, reda od 500 kilograma. Moći će saviti prostor-vrijeme i dostići brzinu 10 puta veću od brzine svjetlosti. Putovanje do najbliže zvijezde trajat će četiri do pet mjeseci.
Nažalost, antimaterija je izuzetno nestabilna. Samo trećina grama antimaterije može osloboditi toliko energije koliko je pušteno u bombardiranju Hiroshime. Antimaterija u Whiteovom projektu povući će 1,5 milijuna Hirošime, što će biti dovoljno za uništavanje Zemlje.