Tas ir zinātniskās fantastikas štāpeļšķiedrām, un tas, par kuru daudzi cilvēki vienā vai otrā brīdī ir iedomājušies, ir ideja izsūtīt kosmosa kuģus ar kolonistiem un pārstādīt cilvēces sēklu zvaigznēs. Starp jaunu pasauļu atklāšanu, kļūšanu par starpzvaigžņu sugām un varbūt pat ārpuszemes civilizāciju atrašanu, sapnis izplatīties ārpus Saules sistēmas ir tāds, kas pietiekami drīz nevar kļūt par realitāti!
Gadu desmitiem zinātnieki ir domājuši, kā cilvēce kādu dienu varētu sasniegt šo cēlo mērķi. Un to radītais jēdzienu klāsts rada daudzus plusus un mīnusus. Šie plusi un mīnusi tika izvirzīti nesenā pētījumā, ko veica Mārtina Breddoka, Mansfīldas un Sūtonas astronomiskās biedrības loceklis, Karaliskās bioloģijas biedrības un Karaliskās astronomiskās biedrības līdzstrādnieks.
Pētījums ar nosaukumu “Dziļās kosmosa ceļošanas koncepcijas: no velku piedziņas un hibernācijas līdz pasaules kuģiem un kriogēnika” nesen parādījās zinātniskajā žurnālā Pašreizējās tendences biomedicīnas inženierijā un biozinātnēs (Juniper Journals publikācija). Kā Breddoks norāda savā pētījumā, jautājums par to, kā cilvēki varētu izpētīt kaimiņu zvaigžņu sistēmas, pēdējos gados ir kļuvis aktuālāks, pateicoties eksoplanētu atklājumiem.
Kā mēs pārskatījām iepriekšējā rakstā “Cik ilgs laiks būtu vajadzīgs, lai ceļotu līdz tuvākai zvaigznei?”, Ir daudz ierosinātu un teorētisku ceļu, kā ceļot starp mūsu Saules sistēmu un citām zvaigznēm galaktikā. Tomēr papildus izmantotajai tehnoloģijai un tam nepieciešamajam laikam ir arī bioloģiskā un psiholoģiskā ietekme uz cilvēku ekipāžām, kas būtu jāņem vērā iepriekš.
Pateicoties tam, kā pēdējos gados ir atjaunojusies sabiedrības interese par kosmosa izpēti, kļūst arvien nepieciešama visu iespējamo metožu izmaksu un ieguvumu analīze. Kā Dr. Breddock pa e-pastu teica Space Magazine:
Starpzvaigžņu ceļojumi ir kļuvuši aktuālāki, jo ir veikti saskaņoti centieni visās kosmosa aģentūrās atrast veidus, kā uzturēt cilvēku veselību īsā (2–3 gadi) kosmiskajā ceļojumā. Tā kā Marsa misijas ir pamatoti redzamas, Stefana Hawkinga nāve izceļ viņa daudzos uzskatus, ka mums vajadzētu kolonizēt dziļo kosmosu, un Elona Muska apņēmību samazināt atkritumu daudzumu kosmosa ceļojumos, kā arī atdzimušās vīzijas par “ieskrūvējamo” piederumu ISS (Bigelow paplašināmais modulis) uzbur dažus iztēles jēdzienus. ”
Braddoks savā pētījumā apsver piecus galvenos līdzekļus apkalpes locekļu pārvietošanai uz citām zvaigžņu sistēmām. Tajos ietilpst superluminālie (aka / FTL) ceļojumi, hibernācijas vai stāzes režīmi, nenozīmīga novecošanās (aka. Anti-novecošanās) inženierija, pasaules kuģi, kas spēj atbalstīt vairākas ceļotāju paaudzes (aka. Paaudzes kuģi), un kodogēnās sasaldēšanas tehnoloģijas.
FTL ceļošanai priekšrocības ir acīmredzamas, un, lai arī šajā brīdī tā ir pilnībā teorētiska, šodien ir jēdzieni, kas tiek pētīti. Ievērojams FTL jēdziens - pazīstams kā Alcubierre velku piedziņa - šobrīd tiek pētīts vairākās organizācijās, kas ietver Tau Zero fondu un uzlaboto vilces fizikas laboratoriju: Eagleworks (APPL: E) NASA Džonsona kosmosa centrā.
Lai to precīzi sadalītu, šī kosmosa ceļojuma metode ietver telpas-laika auduma izstiepšanu viļņā, kas (teorētiski) izraisītu telpas, kas atrodas priekšā kuģim, saraušanos un telpas aiz tā paplašināšanos. Pēc tam kuģis caur kosmosu brauks pa šo reģionu, kas pazīstams kā “šķēru burbulis”. Tā kā kuģis nepārvietojas burbulī, bet tiek pārvadāts, mainoties reģionam, tradicionālie relativistiskie efekti, piemēram, laika dilatācija, nebūtu piemērojami.
Kā norāda Dr. Brannock, šādas piedziņas sistēmas priekšrocības ir spēja sasniegt “acīmredzamu” FTL pārvietošanos, nepārkāpjot relativitātes likumus. Turklāt kuģim, kas brauc šķēru burbulī, nebūtu jāuztraucas par sadursmi ar kosmosa gružiem, un maksimālā sasniedzamā ātruma augšējās robežas nebūtu. Diemžēl šīs ceļošanas metodes negatīvie aspekti ir vienlīdz acīmredzami.
To skaitā ir fakts, ka pašlaik nav zināmas metodes šķēru burbuļa izveidošanai kosmosa reģionā, kurā tāda vēl nav. Turklāt, lai radītu šo efektu, būs nepieciešama ārkārtīgi liela enerģija, un kuģim nav zināms veids, kā iziet no šķēru burbuļa, kad tas ir ienācis. Īsāk sakot, FTL pagaidām ir tikai teorētiska koncepcija, un nekas neliecina, ka tā tuvākajā laikā pārietu no teorijas uz praksi.
"Pirmā [stratēģija] ir FTL ceļojumi, bet citās stratēģijās tiek pieņemts, ka FTL ceļojumi ir ļoti teorētiski un ka viena iespēja ir pagarināt cilvēka dzīvi vai iesaistīties vairāku paaudžu braucienos," sacīja Dr Breddock. "Pēdējo varētu sasniegt nākotnē, ņemot vērā vēlmi projektēt pietiekami lielu kuģi un dzinējspēka tehnoloģijas attīstību, lai sasniegtu 0,1 x c."
Citiem vārdiem sakot, visticamākie starpzvaigžņu kosmosa ceļojuma jēdzieni, visticamāk, nesasniegs ātrumu, kas pārsniedz desmit procentus no gaismas ātruma – aptuveni 29,979,245,8 m / s (~ 107,925,285 km / h; 67,061,663 mph). Tas joprojām ir a ļoti garš pasūtījums, ņemot vērā, ka līdz šim ātrākā misija bija Helios 2 misija, kuras maksimālais ātrums pārsniedza 66 000 m / s (240 000 km / h; 150 000 mph). Tomēr tas nodrošina reālistiskāku sistēmu darbam.
Hibernācijas un stāzes režīmu priekšrocības un trūkumi ir izteiktāki. Iesācējiem šī tehnoloģija ir realizējama, un tā ir plaši pētīta īsākā laika posmā gan cilvēkiem, gan dzīvniekiem. Pēdējā gadījumā dabiskie pārziemošanas cikli sniedz pārliecinošākos pierādījumus tam, ka pārziemošana var ilgt mēnešus bez starpgadījumiem.
Negatīvās puses tomēr nonāk visiem nezināmajiem. Piemēram, pastāv iespējamie audu atrofijas riski, kas saistīti ar ilgstošu laika pavadīšanu mikrogravitācijas vidē. To varētu mazināt ar mākslīgu gravitāciju vai ar citiem līdzekļiem (piemēram, muskuļu elektrostimulāciju), taču pirms tā mēģināšanas ir nepieciešami ievērojami klīniski pētījumi. Tas rada daudz ētisku jautājumu, jo šādi testi rada viņu pašu riskus.
Inženierijas pakāpes nenozīmīgas sensozes (SENS) stratēģijas ir vēl viena iespēja, kas cilvēkiem piedāvā iespēju novērst ilglaicīgu kosmisko lidojumu sekas, mainot novecošanās procesu. Papildus tam, ka šī metode nodrošina to, ka tā pati paaudze, kas uzkāpj uz kuģa, nogādā to galapunktā, šai metodei ir arī potenciāls virzīt cilmes šūnu terapijas pētījumus uz Zemes.
Tomēr, lai panāktu pilnīgu atjaunošanos, ilgstoša kosmosa lidojuma laikā, iespējams, būs vajadzīgas vairākas procedūras (vai nepārtrauktas procedūras visa ceļojuma laikā). Iepriekš būtu jāveic arī ievērojams daudzums pētījumu, lai pārbaudītu procesu un risinātu novecošanās atsevišķās sastāvdaļas, atkal radot vairākus ētiskus jautājumus.
Pēc tam ir pasaules kuģi (pazīstami arī kā paaudzes kuģi), kur tiktu izmantoti autonomi un pašpietiekami kosmosa kuģi, kas ir pietiekami lieli, lai uzņemtu vairākas kosmosa ceļotāju paaudzes. Šie kuģi paļautos uz parasto piedziņu un tāpēc, lai sasniegtu citu zvaigžņu sistēmu, ir nepieciešami gadsimtiem (vai gadu tūkstošiem). Šīs koncepcijas tiešās priekšrocības ir tādas, ka tā piepildīs divus galvenos kosmosa izpētes mērķus, proti, uzturēt kosmosā cilvēku koloniju un ļaut ceļot potenciāli apdzīvojamai eksoplanetei.
Turklāt paaudzes kuģis paļautos uz pašreiz iespējamām piedziņas koncepcijām, un tūkstošu apkalpe palielinātu iespējas veiksmīgi kolonizēt citu planētu. Protams, tik lielu kosmosa kuģu celtniecības un uzturēšanas izmaksas būtu pārmērīgas. Pastāv arī morālās un ētiskās problēmas, kas saistītas ar cilvēku apkalpes nosūtīšanu dziļā telpā tik ilgu laika periodu.
Piemēram, vai ir kādas garantijas, ka apkalpe ne visi noniecinās un nogalinās viens otru? Un visbeidzot, ir fakts, ka pa to laiku uz Zemes tiks izstrādāti jaunāki, modernāki kuģi. Tas nozīmē, ka ātrāks kuģis, kurš vēlāk izlidos no Zemes, spēs apdzīt paaudzes kuģi, pirms tas sasniedza citu zvaigžņu sistēmu. Kāpēc tērēt tik daudz kuģim, kad tas, visticamāk, noveco, pirms tas pat nonāk galamērķī?
Visbeidzot, ir kriogēnika - jēdziens, kas pēdējās desmitgadēs ir plaši izpētīts kā iespējamais dzīves pagarināšanas un kosmiskās ceļošanas līdzeklis. Daudzos veidos šī koncepcija ir hibernācijas tehnoloģijas paplašinājums, bet tai ir priekšrocības no vairākiem jaunākajiem sasniegumiem. Šīs metodes tiešā priekšrocība ir tā, ka tā atspoguļo visus pašreizējos ierobežojumus, ko nosaka tehnoloģija un relativistiskais Visums.
Būtībā nav nozīmes, vai FTL (vai ātrums pārsniedz 0,10 c) ir iespējami vai cik ilgs būs reiss, jo ekipāža visu laiku būs aizmigusi un perfekti saglabājusies. Turklāt mēs jau zinām tehnoloģiju izstrādi, ko pierāda nesenie sasniegumi, kad orgānu audi un pat veseli organismi pēc kriogēnas sasaldēšanas tika sasildīti un stikloti.
Tomēr riski ir arī lielāki nekā pārziemojot. Piemēram, vēl nav zināma kriogēnas sasaldēšanas ilgtermiņa ietekme uz augstākas kārtas dzīvnieku un cilvēku fizioloģiju un centrālo nervu sistēmu. Tas nozīmē, ka pirms tā mēģināšanas būtu vajadzīgas plašas pārbaudes un cilvēku izmēģinājumi, kas atkal rada vairākas ētiskas problēmas.
Noslēgumā ir daudz nezināmo, kas saistīti ar visām un visām potenciālajām starpzvaigžņu ceļojuma metodēm. Tāpat ir jāveic daudz vairāk pētījumu un attīstības, pirms mēs varam droši pateikt, kurš no tiem ir visizdevīgākais. Pa to laiku Dr Breddock atzīst, ka ir daudz ticamāk, ka visos starpzvaigžņu reisos tiks iesaistīti robotu pētnieki, kas izmanto telepresence tehnoloģiju, lai parādītu mums citām pasaulēm - lai gan tām nav viena un tā pati pievilcība.
"Gandrīz noteikti, un tas pārskata von Neumann replikācijas zondes agrīno koncepciju (atskaitot replikāciju!)," Viņš teica. “Kubs Sats vai tamlīdzīgi var labi sasniegt šo mērķi, bet, iespējams, tas neiesaistīs sabiedrības iztēli gandrīz tikpat lielā mērā kā ceļojums pa kosmosu. Es uzskatu, ka sers Martins Rīss ir ierosinājis puscilvēka AI tipa ierīces jēdzienu… arī kaut kādā ziņā tālu prom. ”
Pašlaik ir tikai viena ierosinātā misija starpzvaigžņu kosmosa kuģa nosūtīšanai uz tuvējo zvaigžņu sistēmu. Tas būtu Breakthrough Starshot, priekšlikums tikai 20 gadu laikā uz Alpha Centauri nosūtīt ar lāzera buras vadītu nanokrauju. Pēc paātrināšanas līdz 4,4704 000 m / s (160,934,400 km / h; 100 miljoni mph) par 20% pārsniedz gaismas ātrumu, šis kuģis vadīs Alfa Kentauru lidojumu un arī spēs projicēt Proxima b mājas attēlus.
Turklāt visas misijas, kas saistītas ar ventilāciju uz ārējo Saules sistēmu, sastāv no robotiem orbiteriem un zondēm, un visas ierosinātās apkalpes misijas ir paredzētas astronautu nosūtīšanai atpakaļ uz Mēnesi un uz Marsu. Tomēr cilvēce tikai sāk darbu ar kosmosa izpēti, un mums noteikti jāpabeidz izpētīt mūsu pašu Saules sistēmu, pirms mēs varam domāt par izpēti ārpus tās.
Rezultātā būs vajadzīgs daudz laika un pacietības, pirms mēs varēsim sākt riskēt ārpus Kuipera jostas un Oorta mākoņa, lai redzētu, kas tur atrodas.
