Ez egy tudományos fantasztikus darab, és amiről sokan elképzeltek egy időben, vagy más: az űrhajók küldetése a gyarmatosítókkal és az emberiség magjának a csillagok közé ültetése. Új világok felfedezése, csillagközi fajgá válás és talán még földön kívüli civilizációk felkutatása között a Naprendszeren túli elterjedés álma nem olyan hamar válik valóra!
A tudósok évtizedek óta elgondolkodnak azon, hogy az emberiség egy nap miként érheti el ezt a magasztos célt. És az általuk kidolgozott fogalmak sok előnye és hátránya jelennek meg. Ezeket az érveket és hátrányokat egy, a Mansfield és Sutton Csillagászati Társaság tagja, a Királyi Biológiai Társaság és a Királyi Csillagászati Társaság egyik tagja, Martin Braddock nemrégiben készített tanulmánya vetette fel.
A „A mély űrutazás fogalmai: A láncfelfüggesztés és hibernálás a világhajókig és kriogenikumokig” című tanulmány nemrégiben jelent meg a tudományos folyóiratban. Az orvosbiológiai és biológiai tudományok jelenlegi trendei (egy Juniper Journals kiadvány). Amint Braddock kutatásában rámutat, az utóbbi években az exoplanet felfedezéseinek köszönhetően aktualizálódott az a kérdés, hogy az emberek hogyan tudnák feltárni a szomszédos csillagrendszereket.
Amint azt egy korábbi cikkben áttekintettük, „Mennyi időre lenne szükség a legközelebbi csillaghoz való utazáshoz?”, Számos javasolt és elméleti módszer létezik a Naprendszerünk és a galaxis többi csillaga között történő utazásra. Azonban a technológián és a szükséges időn túl, az emberi személyzet számára is vannak biológiai és pszichológiai következmények, amelyeket előzetesen figyelembe kell venni.
És annak köszönhetően, hogy az utóbbi években megújult az űrkutatás iránti érdeklődés, egyre inkább szükség van az összes lehetséges módszer költség-haszon elemzésére. Ahogy Dr. Braddock e-mailben mondta a Space Magazine-nak:
„A csillagközi utazás relevánsabbá vált az összehangolt erőfeszítéseknek köszönhetően, hogy az összes űrügynökségben módszereket találjanak az emberi egészség fenntartására a„ rövid ”(2-3 év) űrutazás során. Mivel a Mars-missziók ésszerűen látványban vannak, Stephen Hawking halála rávilágít az ő sok véleményére, miszerint a mély űrben gyarmatosítanunk kell, és Elon Musk azon eltökéltségére, hogy minimalizálja az űrutazás során felmerülő veszteségeket, valamint az ISS-hez való „csavarozható” kiegészítők újjáéledő látomásai (a Bigelow bővíthető) modul) felébreszti néhány képzeletbeli koncepciót. ”
Mindent elmondva, Dr. Braddock öt alapelvét fontolgatja a személyzet kiküldetésének más csillagrendszerekbe történő bevonására a tanulmányában. Ide tartoznak a szuper-luminalis (más néven / FTL) utazási, hibernációs vagy álló állapotok, az elhanyagolható öregedés (más néven az öregedésgátló) mérnöki munka, az utasok több generációját támogatni képes világhajók (más néven generációs hajók) és a cyogenikus fagyasztási technológiák.
Az FTL utazások esetében az előnyök nyilvánvalóak, és bár ezen a ponton teljes mértékben elméleti jellegű, továbbra is vannak fogalmak, amelyeket jelenleg vizsgálnak. A figyelemre méltó FTL koncepciót - az Alcubierre Warp Drive-t - jelenleg több szervezet kutatja, köztük a Tau Zero Alapítványt és a NASA Johnson Űrközpontjában található Speciális hajtásfizikai laboratóriumot: Eagleworks (APPL: E).
Összefoglalva, az űrutazás ezen módszere magában foglalja a téridő szövetének hullámhosszabbítását, amely (elméletileg) a hajó elõtti tér összehúzódását és a mögötte lévõ tér tágulását idézheti elõ. A hajó ezután az űrben áthalad a „láncbuboréknak” nevezett térségben. Mivel a hajó nem mozog a buborékban, hanem magával a térséggel halad tovább, a hagyományos relativista hatások, mint például az időtágulás, nem lennének alkalmazhatók.
Ahogyan Dr. Brannock rámutat, az ilyen meghajtórendszer előnyei között szerepel a „látszólagos” FTL utazás elérése a relativitásról szóló törvények megsértése nélkül. Ezenkívül egy láncbuborékban haladó hajónak nem kell aggódnia, hogy ütközzen az űrhajókkal, és nem lenne felső határ az elérhető maximális sebességre. Sajnos ennek az utazási módszernek a hátrányai ugyanolyan nyilvánvalóak.
Ide tartozik az a tény, hogy jelenleg nincs ismert módszer egy láncbuborék létrehozására egy olyan térségi régióban, amely még nem tartalmazza. Ezen túlmenően rendkívül nagy energiákra lesz szükség ennek a hatásnak a létrehozásához, és nincs ismert mód arra, hogy a hajó kilépjen a láncbuborékból, miután belépett. Röviden: az FTL egyelőre tisztán elméleti koncepció, és nincs arra utaló jel, hogy a közeljövőben az elméletből a gyakorlatba mozog.
"Az első [stratégia] az FTL utazás, de a többi stratégia elfogadja, hogy az FTL utazás nagyon elméleti és hogy az egyik lehetőség az emberi élet meghosszabbítása vagy többgenerációs utakon való részvétel" - mondta Dr. Braddock. "Ez utóbbi a jövőben érhető el, tekintettel arra, hogy hajlandó-e egy nagyméretű vízi járművet megtervezni, és a meghajtótechnológia fejlesztése elérje a 0,1x c-et."
Más szavakkal, a csillagközi térbeli utazás legmegbízhatóbb koncepciói valószínűleg nem érik el a fénysebesség tíz százalékánál nagyobb sebességet. – körülbelül 29,979,245,8 m / s (~ 107,925,285 km / h; 67,061,663 mph). Ez még mindig egy nagyon magas rend, figyelembe véve, hogy a mai napig a leggyorsabb küldetés volt a Helios 2 A maximális sebesség 66.000 m / s (240.000 km / h; 150.000 mph) volt. Ennek ellenére ez reálisabb keretet biztosít a belső munkához.
A hibernációs és a stasis-ezrek esetében az előnyök (és a hátrányok) közvetlenek. A kezdők számára a technológia megvalósítható, és átfogó kutatásokat végez rövidebb időtartamokra mind az emberek, mind az állatok vonatkozásában. Az utóbbi esetben a természetes hibernációs ciklusok nyújtják a legmeggyőzőbb bizonyítékot arra, hogy a hibernáció hónapokig tarthat esemény nélkül.
A hátrányok azonban minden ismeretlenre visszajutnak. Például fennáll a szöveti atrófia kockázata, ha a mikrogravitációs környezetben eltöltött idő hosszabb időtartamú. Ezt mérsékelni lehet mesterséges gravitációval vagy más eszközökkel (például az izmok elektrostimulációjával), de jelentős klinikai kutatásokra van szükség, mielőtt ezt meg lehetne próbálni. Ez rengeteg etikai kérdést vet fel, mivel az ilyen tesztek saját kockázatot jelentenek.
A tervezett elhanyagolható szenzációs stratégiák (SENS) egy újabb lehetőség, amely lehetőséget kínál az emberek számára, hogy ellensúlyozzák a hosszú távú űrrepülés hatásait az öregedési folyamat megfordításával. Amellett, hogy biztosítja, hogy ugyanaz a generáció, amely felszállt a hajóra, eljuttassa a rendeltetési helyére, ez a technika az őssejt-terápiás kutatások vezetésére is képes a Földön.
A hosszú ideig tartó űrrepülés összefüggésében azonban valószínűleg több kezelésre (vagy folyamatos kezelésre) lesz szükség a teljes megújulás eléréséhez. Jelentős mennyiségű kutatásra is szükség lenne előzetesen az öregedés folyamatának tesztelésére és az egyes összetevők kezelésére, és ez ismét számos etikai kérdést vet fel.
Akkor ott vannak világhajók (más néven: generációs hajók), ahol önálló és önfenntartó űrhajókat használnak, amelyek elég nagyok ahhoz, hogy több generációs űrutazót befogadhassanak. Ezek a hajók a hagyományos meghajtásra támaszkodnának, és ezért évszázadokra (vagy évezredekre) számítanak egy másik csillagrendszer eléréséhez. Ennek a koncepciónak az a közvetlen előnye, hogy megvalósítja az űrkutatás két fő célkitűzését: az emberi kolónia fenntartása az űrben és a potenciálisan lakható exoplanetbe való utazás engedélyezése.
Ezenkívül egy generációs hajó a jelenleg megvalósítható meghajtási koncepciókra támaszkodna, és egy ezer legénység megsokszorozná annak esélyét, hogy sikeresen gyarmatosítson egy másik bolygót. Természetesen az ilyen nagy űrhajók felépítésének és fenntartásának költségei megfizethetetlenek lennének. Arra is felmerülnek az erkölcsi és etikai kihívások, hogy az embereket ilyen hosszú ideig eljuttatják a mély űrbe.
Például van-e garancia arra, hogy a legénység nem mind őrült, mind megölné egymást? És végül az a tény, hogy időközben újabb, fejlettebb hajókat fejlesztenek ki a Földön. Ez azt jelenti, hogy egy gyorsabb hajó, amely később távozik a Földről, képes lenne meghaladni egy generációs hajót, még mielőtt egy másik csillagrendszerhez jutna. Miért költene annyit egy hajóra, ha valószínűleg elavul, még mielőtt még rendeltetési helyére is hozná?
Végül van egy kriogenika, ezt a koncepciót az elmúlt évtizedekben széles körben vizsgálták, mint az élet meghosszabbításának és az űrutazás lehetséges eszközeit. Ez a koncepció sok szempontból a hibernációs technológia kiterjesztése, de számos közelmúltbeli fejlesztés előnyeit élvezheti. Ennek a módszernek az a közvetlen előnye, hogy a technológia és a relativista világegyetem által jelentett összes korlátozást beszámolja.
Alapvetően nem számít, ha az FTL (vagy a 0,10-nél nagyobb sebesség) c) lehetséges, vagy mennyi ideig tart az út, mivel a legénység alszik és tökéletesen megmarad. Ráadásul máris ismerjük a technológiai munkákat, amint azt a közelmúltbeli fejlemények is bizonyítják, amikor a szervszöveteket és akár az egész szervezeteket is melegítették és üvegesítették, miután kriogén módon fagyasztották őket.
A kockázatok ugyanakkor nagyobbak, mint a hibernáláskor. Például a kriogén fagyasztás hosszú távú hatása a magasabb rendű állatok és emberek fiziológiájára és központi idegrendszerére még nem ismert. Ez azt jelenti, hogy széles körű tesztelésre és emberi kísérletekre lenne szükség még mielőtt megkísérelnék, ami ismét számos etikai kihívást vet fel.
Végül sok ismeretlen kapcsolódik a csillagközi utazás bármely lehetséges módszeréhez. Hasonlóképpen, sokkal több kutatásra és fejlesztésre van szükség, mielőtt biztonságosan elmondhatjuk, melyik a leginkább megvalósítható. Időközben Dr. Braddock elismeri, hogy sokkal valószínűbb, hogy a csillagközi utakba robbanáskutatók vesznek részt, amelyek telepresence technológiát használnak, hogy megmutassák nekünk más világot - bár ezeknek nem ugyanaz a csábító képességük.
"Szinte biztosan, és ez áttekinti a von Neumann replikációs próbák korai koncepcióját (levonva a replikációt!)" - mondta. „A Cube Sats vagy hasonlók valószínűleg elérik ezt a célt, de valószínűleg nem vonzzák majd be a közönség képzeletét annyira, mint az emberi űrutazás. Úgy gondolom, hogy Sir Martin Rees egy félig ember AI típusú eszköz koncepcióját javasolta ... szintén kissé távol. "
Jelenleg csak egy javasolt küldetés van egy csillagközi űrhajó küldésére a közeli csillagrendszerbe. Ez a Breakthrough Starshot, egy javaslat, amely mindössze 20 év alatt küld egy lézervitorlával vezérelt nanokötőt az Alpha Centauri-ba. Miután 4,4704 000 m / s-ra (160,934,400 km / h; 100 millió mph) a fénysebesség 20% -ára gyorsították fel, ez a vízi jármű az Alpha Centauri repülési sebességét hajtja végre, és a Proxima b otthoni képeit is képes sugárzni.
Ezen túlmenően az összes küldetés, amely a külső Naprendszerbe való szellőztetést foglalja magában, robot keringtetőkből és szondákból áll, és a javasolt legénység által javasolt missziók az űrhajósok visszatelepítésére irányulnak a Holdra és a Marsra. Az emberiség még csak most kezd el kezdeni a világűr felfedezésével, és mindenképpen be kell fejeznünk a saját Naprendszerünk feltárását, mielőtt megfontolhatnánk az ezen túlmutató felfedezést.
Végül sok időre és türelemre van szükség ahhoz, hogy elinduljunk a Kuiper-öv és az Oort-felhő túllépésén, hogy megnézhessük, mi van odakint.
