Sada se međuzvjezdana putovanja i kolonizacija čine malo vjerojatnim. Osnovni zakoni fizike jednostavno sprečavaju da se to dogodi, a mnogi ljudi ni ne razmišljaju o tome kao o nemogućem.
Drugi traže načine kako prekršiti zakone fizike (ili bar pronaći zaobilazno mjesto) koji će nam omogućiti putovanje do dalekih zvijezda i istraživanje hrabrih novih svjetova.
Alcubierre Warp Drive
Sve što se naziva "warp pogon" odnosi se na Star Trek, a ne na NASA. Ideja iza Alcubierre-ovog warp pogona jest da bi ono moglo biti moguće rješenje (ili barem početak njegove potrage) za prevladavanje ograničenja svemira koje nameće putovanju brže od brzine svjetlosti.
Osnove ove ideje prilično su jednostavne, a NASA koristi primjer treadmill-a da bi je objasnio. Iako se osoba može kretati ograničenom brzinom na trkačkoj stazi, kombinirana brzina osobe i traka za trčanje znači da će joj kraj biti bliži nego što bi bio kad biste putovali normalnom trakom.
Treadmill je samo warp pogon koji se kreće kroz prostor-vrijeme u svojevrsnom obliku mjehurića. Ispred warp pogona prostorni prostor se sažima. Širi se iza njega. U teoriji, to omogućuje motoru da se kreće putnicima brže od brzine svjetlosti.
Promotivni video:
Smatra se da je jedno od ključnih načela vezano za širenje svemira omogućilo da se svemir brzo širi, samo nekoliko trenutaka nakon Velikog praska. U teoriji, ideja bi trebala biti izvediva.
Teže će biti stvaranje samog warp pogona, što će zahtijevati golemu vreću negativne energije oko plovila. Nejasno je je li to u načelu moguće. Nitko ne zna. Osim toga, manipulacije s prostorno-vremenskim vremenom vode do još složenijih pitanja o putovanju kroz vrijeme, hranjenju uređaja negativnom energijom i načinu uključivanja i isključivanja.
Glavna ideja potekla je od fizičara Miguela Alcubierrea, koji je također objasnio mogućnosti warp pogona kao kretanje po valovima prostora-vremena, umjesto da krene najdužim putem. Tehnički gledano, ideja ne krši zakone putovanja brže od brzine svjetlosti, pa čak i matematičko opravdanje govori u prilog njezinoj mogućoj provedbi.
Međuzvjezdani Internet
Strašno je kad na Zemlji nema interneta i ne možete učitati Google karte na svoj pametni telefon. Tijekom međuzvjezdanih putovanja biće još gore bez njega. Odlazak u svemir samo je prvi korak, a znanstvenici već počinju razmišljati o tome što učiniti kad naše sonde i posade moraju besprijekorno slati poruke na Zemlju.
2008. godine, NASA je provela prve uspješne testove međuzvjezdane verzije Interneta. Projekt je pokrenut još 1998. godine u sklopu partnerstva NASA-inog laboratorija za mlazni pogon (JPL) i Googlea. Deset godina kasnije, partneri su stekli Diskoder-Tolerant Networking (DTN) sustav, koji omogućava slanje slika u svemirsku letjelicu udaljenu 30 milijuna kilometara.
Tehnologija se mora nositi s dugim kašnjenjima i prekidima u prijenosu, tako da može nastaviti s prijenosom čak i ako se signal prekine 20 minuta. Može proći kroz, između ili kroz sve, od sunčevih bljeskova i solarnih oluja do neugodnih planeta koji mogu ući u put prijenosa podataka bez gubitka podataka.
Prema Vint Cerfu, jednom od osnivača našeg zemaljskog interneta i pioniru međuzviježđa, sustav DTN prevladava sve probleme koji muče tradicionalni TCIP / IP protokol kada treba raditi na velikim udaljenostima, u kozmičkim razmjerima. Uz TCIP / IP, Google potraga na Marsu trajat će toliko vremena da će se rezultati mijenjati dok se zahtjev obrađuje, a izlaz će biti djelomično izgubljen. Pomoću DTN-a inženjeri su dodali nešto potpuno novo - mogućnost dodijeliti različita imena domena različitim planetima i odabrati na kojem planetu želite pretraživati Internet.
Što je s putovanjem planetama koje još nismo upoznali? Znanstveni američki znanstvenik sugerira da postoji svibanj, iako vrlo skupo i dugotrajno, način da se Internet prebaci do Alpha Centauri. Pokretanjem niza samoobnavljujući von Neumannove sonde, može se stvoriti dugi niz relejnih stanica koje mogu slati informacije duž međuzvezdanog lanca.
Signal rođen u našem sustavu proći će kroz sonde i doći će do Alpha Centauri, i obrnuto. Istina, trebat će puno sondi, čija će izgradnja i pokretanje zahtijevati milijarde.
I općenito, s obzirom na to da će najudaljenija sonda morati pokriti svoj put tisućama godina, može se pretpostaviti da se za to vrijeme neće mijenjati samo tehnologije, već i ukupni trošak događaja. Nemojmo žuriti.
Embrionalna kolonizacija prostora
Jedan od najvećih problema s međuzvjezdanim putovanjima - i kolonizacijom općenito - je vrijeme koje vam treba da stignete bilo gdje, čak i ako vam neka vrsta osnove dođe do rukava.
Sama zadaća dostavljanja skupine doseljenika do njihova odredišta stvara puno problema, stoga se rađaju prijedlozi da se ne pošalje grupa kolonista s posadom u potpunosti s posadom, već brod napunjen embrijima - sjemenkama budućnosti čovječanstva.
Nakon što brod dosegne željenu udaljenost do svog odredišta, smrznuti embriji počinju rasti. Tada ostavljaju djecu koja odrastaju na brodu, a kad napokon stignu na svoje odredište, imaju sve sposobnosti začeti novu civilizaciju.
Očito, sve to, zauzvrat, postavlja ogromnu hrpu pitanja, poput toga tko će i kako provesti uzgoj embrija. Roboti bi mogli odgajati ljude, ali kakve će ljude roboti uzgajati? Hoće li roboti moći razumjeti što djetetu treba rasti i cvjetati? Hoće li moći razumjeti kazne i nagrade, ljudske emocije?
U svakom slučaju, ostaje da se vidi kako zadržati smrznute embrije netaknute stotinama godina i kako ih uzgajati u umjetnom okruženju.
Jedno predloženo rješenje koje bi moglo riješiti probleme dadilje robota moglo bi biti kombinacija broda s embrijima i broda s suspendiranom animacijom, u kojem odrasli spavaju, spremni probuditi se kad moraju odgajati djecu.
Niz godina odgajanja djece zajedno s povratkom u stanje hibernacije mogao bi u teoriji dovesti do stabilne populacije. Pažljivo izrađena šarža embrija može pružiti genetsku raznolikost koja će zadržati populaciju manje ili više stabilnom nakon što se uspostavi kolonija.
U brod s embrionima može se uključiti i dodatna serija, što će u budućnosti dodatno diverzificirati genetski fond.
Sonde Von Neumann
Sve što gradimo i šaljemo u svemir neminovno se suočava s vlastitim problemima, a čini se apsolutno nemogućim zadatkom učiniti nešto što putuje milijunima kilometara i ne izgara, ne raspada se i ne blijedi. Međutim, rješenje za ovaj problem možda je pronađeno prije desetljeća.
U četrdesetima fizičar John von Neumann predložio je mehaničku tehnologiju koja će se reproducirati, i iako njegova ideja nije imala nikakve veze s međuzvjezdanim putovanjima, sve je neizbježno došlo do toga.
Kao rezultat, von Neumannove sonde mogle bi se koristiti u teoriji za istraživanje ogromnih međuzvjezdanih teritorija. Prema nekim istraživačima, ideja da nam je sve ovo prvo palo na pamet nije samo pompozna, nego i malo vjerojatna.
Znanstvenici sa Sveučilišta u Edinburghu objavili su članak u Međunarodnom časopisu za astrobiologiju u kojem su istraživali ne samo mogućnost stvaranja takve tehnologije za vlastite potrebe, već i vjerojatnost da je to već netko učinio. Na temelju prethodnih izračuna koji su pokazali koliko daleko može aparat prelaziti koristeći različite načine kretanja, znanstvenici su proučavali kako će se ta jednadžba promijeniti kada se primijeni na vozila koja se automatski ponavljaju i sonde.
Proračuni znanstvenika izgrađeni su oko samoobnavljujućih sondi koje bi mogle koristiti krhotine i druge svemirske materijale za izgradnju mlađih sondi. Sonde za roditelje i dijete tako bi se množile tako brzo da bi prekrile cijelu galaksiju u samo 10 milijuna godina - pod uvjetom da se kreću brzinom 10% od svjetlosti.
Međutim, to bi značilo da bi nas u nekom trenutku trebalo posjetiti neke takve sonde. Budući da ih nismo vidjeli, možemo pronaći prikladno objašnjenje: ili nismo dovoljno tehnološki napredni da bismo znali gdje gledati, ili smo u stvarnosti sami u galaksiji.
Praćka s crnom rupom
Ideja o korištenju gravitacije planeta ili mjeseca za snimanje poput praćke preuzeta je u službu u našem Sunčevom sustavu više nego jednom ili dvaput, najprije od strane Voyagera 2, koji je dobio dodatni potisak prvo od Saturna, a zatim i od Urana na izlasku iz sustava …
Ideja uključuje manevriranje broda, što će mu omogućiti da poveća (ili smanji) svoju brzinu dok se kreće kroz gravitacijsko polje planeta. Pisci znanstvene fantastike posebno su voljeli ovu ideju.
Pisac Kip Thorne iznio je ideju: takav bi manevar mogao pomoći uređaju da riješi jedan od najvećih problema međuzvjezdanih putovanja - potrošnju goriva. I predložio je rizičniji manevar: ubrzanje s binarnim crnim rupama. Trebat će minutu da gori gorivo za prolazak kritične orbite iz jedne crne rupe u drugu.
Nakon nekoliko okretaja oko crnih rupa, uređaj će prikupljati brzinu blisku svjetlosti. Sve što preostaje je dobro ciljati i aktivirati raketni potisak kako bi se nacrtao kurs za zvijezde.
Vjerojatno? Da. Iznenađujuće? Definitivno. Thorne naglašava da postoji mnogo problema s takvom idejom, na primjer, precizni proračuni putanja i vremena, koji neće dopustiti slanje uređaja izravno na najbližu planetu, zvijezdu ili drugo tijelo. Pitanja su i o povratku kući, ali odlučite li se za takav manevar, definitivno se ne planirate vratiti.
Presedan za takvu ideju već je formiran. 2000. godine astronomi su otkrili 13 supernova koje su letjele kroz galaksiju nevjerojatnom brzinom od 9 milijuna kilometara na sat. Znanstvenici sa Sveučilišta Illinois u Urbani-Šampanjcu otkrili su da su ove sveprisutne zvijezde izbacile iz galaksije par crnih rupa, a završile su zaključane u paru u procesu uništavanja i spajanja dviju zasebnih galaksija.
Starseed Launcher
Kada je riječ o pokretanju čak i samoobnavljujućih sondi, postoji problem s potrošnjom goriva.
To ne sprečava ljude da traže nove ideje o pokretanju sondi na međuzvjezdanim daljinama. Ovaj bi proces zahtijevao megatone energije kada bismo koristili današnju tehnologiju.
Forrest Bishop s Instituta za atomsko inženjerstvo rekao je da je stvorio metodu za pokretanje međuzvjezdanih sondi koja će trebati količinu energije otprilike jednaku onoj u akumulatoru automobila.
Teoretski Starseed Launcher bit će težak otprilike 1.000 kilometara i sastojat će se uglavnom od žice i žice. Unatoč svojoj duljini, cijela ova stvar mogla bi se uklopiti u jedan teretni brod i napuniti se baterijom od 10 volti.
Dio plana uključuje sonde za pokretanje, koje su mase veće od mikrograma i sadrže samo osnovne podatke potrebne za daljnju izgradnju sondi u prostoru. Milijarde takvih sondi mogu se lansirati u nizu lansiranja.
Glavna točka plana je da će se samoprenosive sonde moći međusobno udruživati nakon lansiranja. Sam bacač bit će opremljen superprevodnim magnetskim namotajima za levitaciju koji stvaraju obrnutu silu koja pruža potisak.
Bishop kaže da neke pojedinosti plana trebaju raditi, poput suzbijanja međuzvjezdanog zračenja i krhotina sondama, ali općenito, izgradnja može započeti.
Posebne biljke za svemirski život
Nakon što negdje stignemo, potrebni su nam načini za uzgoj hrane i obnavljanje kisika. Fizičar Freeman Dyson iznio je nekoliko zanimljivih ideja o tome kako se to može učiniti.
1972. godine, Dyson je održao svoje poznato predavanje na Birkbeck koledžu u Londonu. Istodobno, sugerirao je da bi se pomoću nekih genetskih manipulacija moglo stvoriti drveće koje ne samo da može rasti, već i uspijevati na nepristupačnoj površini, na primjer, kometi.
Reprogramirajte drvo tako da odražava ultraljubičasto svjetlo i čuva vodu učinkovitije, a stablo će se ne samo korijeniti i rasti, već će narasti do veličine koju nezamislivi zemaljski standardi. U intervjuu, Dyson je sugerirao da bi se u budućnosti mogla pojaviti crna stabla, kako u svemiru, tako i na Zemlji.
Stabla na bazi silicija bila bi učinkovitija, a učinkovitost je ključ za dugoročni opstanak. Dyson naglašava da taj postupak neće biti minimalan - možda ćemo za dvjesto godina konačno smisliti kako stabla rasti u prostoru.
Dysonova ideja nije baš tako glupa. NASA-in institut za napredne koncepte čitav je odjel posvećen rješavanju problema budućnosti, uključujući zadatak uzgoja stabilnih biljaka na površini Marsa. Čak će i stakleničke biljke na Marsu rasti u ekstremnim uvjetima, a znanstvenici razmatraju mogućnosti kako biljke uskladiti s ekstremofilima, sićušnim mikroskopskim organizmima koji opstanu u nekim najbrutalnijim uvjetima na Zemlji.
Od alpskih rajčica, koje imaju ugrađenu otpornost na ultraljubičasto svjetlo, do bakterija koje preživljavaju u najhladnijim, najtoplijim i najdubljim dijelovima svijeta, jednog dana možemo sastaviti marsovski vrt. Ostalo je samo smisliti kako sve ove cigle spojiti.
Iskorištavanje lokalnih resursa
Živjeti izvan zemlje možda je novonastali trend na Zemlji, ali kad je riječ o mjesečnim misijama u svemiru, postaje neophodno. NASA trenutno, između ostalog, istražuje korištenje lokalnih resursa (ISRU).
U svemirskoj letjelici nema mnogo mjesta, a izgradnja sustava za korištenje materijala koji se nalaze u svemiru i drugim planetima bit će nužna za dugotrajnu kolonizaciju ili putovanja, posebno kada odredište postane mjesto gdje će biti vrlo teško dobiti zalihe, gorivo, hranu. itd
Prvi pokušaji prikazivanja mogućnosti korištenja lokalnih resursa učinjeni su na padinama havajskih vulkana i za vrijeme polarnih misija. Popis zadataka uključuje predmete poput vađenja sastojaka goriva iz pepela i drugih prirodno pristupačnih terena.
U kolovozu 2014. NASA je napravila snažnu najavu otkrivši nove igračke koje će na Mars otputovati sljedećim roverom, koji će biti lansiran 2020. godine. Među alatima u arsenalu novog rovera je MOXIE, eksperiment lokalnog korištenja resursa u obliku marsovskog kisika.
MOXIE će pokupiti Marsovu atmosferu koja ne propušta zrak (96% ugljičnog dioksida) i podijeliti je u kisik i ugljični monoksid. Uređaj će moći proizvesti 22 grama kisika za svaki sat rada.
NASA se također nada da će MOXIE moći pokazati još nešto - konzistentne performanse bez ugrožavanja produktivnosti ili učinkovitosti. MOXIE ne samo da može biti važan korak prema dugoročnim izvanzemaljskim misijama, već će i otvoriti put mnogim potencijalnim pretvaračima štetnih plinova u korisne.
2suit
Reprodukcija u svemiru može postati problematična na mnogim različitim razinama, posebno u mikrogravitacijskim okruženjima. Japanski pokusi na mišjim zamecima 2009. godine pokazali su da se čak i kada se oplodnja odvija pod nultom gravitacijom, embrioni koji se razvijaju izvan Zemljine uobičajene gravitacije (ili njenog ekvivalenta) ne razvijaju normalno.
Problemi nastaju kada se stanice moraju podijeliti i obavljati posebne radnje. To ne znači da oplodnja ne dolazi: mišji embriji, začeti u svemir i ugrađeni u zemaljske ženske miševe, uspješno su odrasli i rođeni su bez problema.
Postavlja se i drugo pitanje: kako točno dječja proizvodnja djeluje u mikrogravitaciji? Zakoni fizike, posebno činjenica da svaka akcija ima jednaku i suprotnu reakciju, čine njezinu mehaniku pomalo smiješnom. Vanna Bonta, spisateljica, glumica i izumiteljica, odlučila je ozbiljno shvatiti ovo pitanje.
I stvorila je 2 odijelo: odijelo u kojem se dvoje ljudi može skloniti i početi proizvoditi djecu. Čak su ga provjerili. 2008. godine 2suit je testiran na takozvanom Vomit Cometu (zrakoplov koji pravi oštre okrete i stvara minutne uvjete nulte gravitacije).
Iako Bonta sugerira da bi se medenim mjesecima u svemiru njezin izum mogao učiniti stvarnim, odijelo također ima više praktične primjene, poput držanja tjelesne topline u hitnim slučajevima.
Projekt Longshot
Projekt Longshot zajednički su razvili tim američke Pomorske akademije i NASA krajem 80-ih. Krajnji cilj plana bio je pokrenuti nešto na prijelazu 21. stoljeća, naime bespilotnu sondu koja bi putovala u Alpha Centauri.
Trebalo bi mu 100 godina da postigne svoj cilj. Ali prije nego što krene uživo, trebat će joj neke ključne komponente koje će se također trebati razviti.
Osim komunikacijskih lasera, izdržljivih reaktora nuklearne fisije i inercijalnog laserskog raketnog motora, postojali su i drugi elementi.
Sonda je morala steći neovisno razmišljanje i funkcioniranje, jer bi bilo gotovo nemoguće komunicirati na međuzvjezdanim udaljenostima dovoljno brzo da informacije postanu relevantne čim stignu na odredište. Također je morala biti nevjerojatno izdržljiva jer će sonda stići na svoje odredište za 100 godina.
Longshot će biti poslan u Alpha Centauri s različitim zadacima. U osnovi, morao je prikupiti astronomske podatke koji bi omogućili točne izračune udaljenosti do milijardi, ako ne i trilijuna, drugih zvijezda. Ali ako nestane nuklearni reaktor koji napaja aparat, misija će se također zaustaviti. Longshot je bio ambiciozan plan koji nikada nije sišao s tla.
Ali to ne znači da je ideja umrla u pupoljku. Godine 2013. projekt Longshot II doslovno se skinuo s tla u obliku studentskog projekta Icarus Interstellar. Desetljeća tehnološkog napretka prošla su od uvođenja izvornog programa Longshot, mogu se primijeniti na novu verziju, a program u cjelini donio je veliku reviziju. Izmijenjeni su troškovi goriva, misija je prepolovljena, a cijeli dizajn Longshota revidiran je od glave do pete.
Konačni nacrt bit će zanimljiv pokazatelj promjene nerešivog problema s dodatkom novih tehnologija i informacija. Zakoni fizike ostaju isti, ali 25 godina kasnije Longshot ima priliku pronaći drugi vjetar i pokazati nam kakav bi trebao biti budući međuzvijezdani put.