Orang telah lama mengimpikan perjalanan ke planet yang jauh; isu yang sama telah dibahas dalam fiksyen sains selama lebih dari satu abad. Kenyataannya, ada banyak masalah yang menghalangi kita melakukan ini, termasuk kekurangan teknologi yang mencukupi. Tetapi ini tidak menghalang para saintis untuk berteori cara yang mungkin untuk menakluki angkasa lepas, yang suatu hari akan menjadi nyata.
Enjin ion
Ion Thrusters tidak mungkin baru bagi peminat Star Wars, kerana diterbangkan oleh TIE Fighters. Ini juga merupakan teknologi mapan yang digunakan oleh penyelidikan Dawn, yang dilancarkan pada bulan September 1997, untuk mempelajari planet kerdil Vesta dan Ceres.
Enjin ion berfungsi apabila atom xenon dihujani elektron untuk membentuk ion. Di bahagian belakang mesin terdapat jejaring logam, yang dikenakan pada 1000 volt, yang menembakkan ion dengan kecepatan yang luar biasa. Dorongannya agak kecil, tetapi kerana ruang adalah persekitaran tanpa geseran dan graviti sifar, ia terus meningkat. Kelajuan tertinggi Dawn ialah 38,600 km / j.
Enjin ion memerlukan bahan bakar minimum. Mereka 10 kali lebih cekap daripada enjin kimia. Mereka mendapatkan tenaga mereka dari panel solar yang besar, jadi tidak perlu membangun kemudahan penyimpanan bahan bakar. Ia juga memberikan penggerak ion, secara teori, sumber tenaga yang tidak habis-habisnya.
Masalah semasa dengan enjin ion adalah bahawa mereka terlalu lambat untuk mengangkut orang. Mereka dapat digunakan, misalnya, untuk mengangkut peralatan dan bekalan ke jajahan Martian.
Video promosi:
Ramjet bussard
Seperti disebutkan di atas, salah satu tantangan terbesar yang dihadapi perjalanan angkasa adalah jumlah bahan bakar yang diperlukan. Untuk menyelesaikan masalah ini pada tahun 1960-an, diusulkan untuk membuat apa yang disebut Bussard Interstellar Ramjet.
Ideanya ialah kapal angkasa mengambil proton yang tersebar di seluruh alam semesta semasa ia bergerak. Sekiranya proton ini kemudian dapat disintesis, kapal angkasa pada dasarnya menerbangkan roket nuklear.
Benar, terdapat sejumlah masalah dengan konsep Ramjet. Anda hanya dapat meningkatkan sejumlah proton, dan ketika proton diambil, tentangan yang ketara juga akan lahir. Di samping itu, terdapat persoalan kecil mengenai pembuatan peranti peleburan nuklear yang stabil.
Pergerakan dorongan nuklear
Idea menggunakan tenaga nuklear untuk melancarkan kapal angkasa bermula pada tahun 1950-an. Projek Orion adalah inisiatif NASA, yang memutuskan untuk membangun kapal setinggi pencakar langit, dilancarkan dari letupan bom nuklear di bawahnya. Anda sudah mula meneka masalah yang berkaitan dengan projek ini. Sebagai permulaan, selepas projek ini, sejumlah besar radiasi tetap ada, dan angkasawan itu sendiri akan menerima keracunan radiasi.
Apabila bom meletup, ia akan menghasilkan denyutan elektromagnetik yang akan memusnahkan elektronik onboard. Dan ini sekiranya pelancarannya masih berjaya dan tidak membawa kerugian yang besar. Projek Orion dipertimbangkan terutamanya kerana dapat membawa kita ke Marikh dalam tiga bulan. Kapal biasa akan memakan masa lapan belas.
Jelas, Project Orion sudah mati, tetapi idea di sebalik itu tetap ada. Voyager 1, Voyager 2 dan Cassini menggunakan bentuk tenaga nuklear berdasarkan kerosakan plutonium, mengubahnya menjadi elektrik, untuk penerbangan mereka. Sayangnya, cadangan plutonium yang diperlukan di planet kita telah berakhir, dan agak sukar untuk memulakan pengeluaran semula, kerana ia adalah hasil sampingan dari membuat bom nuklear.
Pergerakan pada pancaran laser
Jurutera aeroangkasa Leic Mirabeau mengemukakan idea untuk menggunakan gerakan laser pada tahun 1988 semasa mengerjakan projek pertahanan peluru berpandu Star Wars. Alat Mirabeau seharusnya berbentuk kerucut. Sinar laser yang kuat akan dipecat dari hujung sempit yang mengandungi reflektor parabola.
Ini akan memanaskan udara di dalam hingga 30,000 darjah, menyebabkan letupan yang menimbulkan daya tuju. Mirabeau percaya bahawa peranti seperti itu akan muncul dalam 20 tahun ke depan, tetapi rakan-rakannya memandang idea ini dengan skeptis.
Kapal angkasa antara bintang "Daedalus"
The British Interplanetary Society telah melakukan penyelidikan selama lima tahun, bermula pada tahun 1973, meneroka kemungkinan menghantar manusia ke Barnard's Star, yang berjarak enam tahun cahaya. Penyelesaian mereka adalah kapal angkasa antarplanet "Daedalus". Daedalus adalah kapal angkasa raksasa, juga ukuran pencakar langit yang bagus, dan pasti akan dipasang di orbit Bumi.
Seperti Project Orion, ia harus menggunakan mesin fusi. Pelet bahan bakar akan disuntik dengan kecepatan tinggi ke ruang reaksi, di mana pancaran elektron bertenaga tinggi akan menyalakannya. Tahap pertama seharusnya mengangkat Bumi 46.000 tan bahan bakar, yang kedua - sebahagian kecil kapal dengan 4.000 tan bahan bakar. Bahan bakar itu sepatutnya menjadi helium-3.
Helium-3 sangat jarang berlaku di Bumi, tetapi dipercayai lebih banyak terdapat di Bulan; ia juga boleh didapati di awan kosmik. Mengutip jumlah yang diperlukan akan memakan masa 20 tahun. Helium-3 juga sangat sukar dinyalakan sebagai bahan bakar kerana memerlukan banyak haba. Tetapi jika projek itu habis, peranti akan dipercepat hingga 12.2% dari kelajuan cahaya dan akan mencapai Barnard's Star dalam 50 tahun.
Pada tahun 2009, penyelidikan dimulakan dalam rangka projek Icarus, yang harus menunjukkan perjalanan antara bintang yang dapat terjadi setelah bertahun-tahun kemajuan ilmiah.
Menunggang asteroid
Salah satu masalah terbesar perjalanan angkasa lepas adalah kesan sinar kosmik. Sekiranya seseorang memerlukan 1000 hari untuk sampai ke Marikh, mereka akan menerima radiasi sedemikian sehingga kemungkinan terkena barah meningkat dari 1 hingga 19 peratus.
Kapal angkasa terbuat dari bahan ringan, dan pelindung radiasi terlalu berat. Oleh itu, seorang profesor fizik di Massachusetts Institute of Technology percaya bahawa cara terbaik untuk menempuh jarak jauh adalah mendarat di asteroid dan membuat terowong di bawah permukaannya.
Asteroid mestilah selebar 10 meter dan dalam jarak beberapa juta kilometer dari Bumi dan Marikh agar rancangan itu dapat berfungsi. Setakat ini, lima asteroid diketahui, dan semuanya akan melintas dekat Bumi menjelang 2100. Perjalanan akan menjadi sehala, kerana tidak ada asteroid yang terbang berulang-alik. Walau bagaimanapun, penemuan baru terus berlaku, oleh itu, mungkin kita akan menemui asteroid yang terbang dari Marikh ke kita pada waktu yang tepat.
Layar suria
Walaupun layar hampir tidak berteknologi tinggi dengan piawaian hari ini, dalam konteks ruang mereka menerima kemas kini yang baik. Daripada menggunakan angin, layar ini akan menggunakan tenaga matahari. Layar surya akan memberikan sedikit daya tuju kapal angkasa, tetapi kerana tidak ada geseran di angkasa, layar ini secara beransur-ansur akan mengambil kelajuan.
Sebagai contoh, pelayaran solar selebar 400 meter dapat menempuh jarak lebih dari dua bilion kilometer setahun. Ini lebih cepat daripada kapal berkuasa kimia yang dapat dilalui. Ia juga lebih murah.
Projek pelayaran solar juga tidak biasa. Seorang dari NASA dipanggil Sunjammer, dinamai cerpen oleh Arthur Clarke. Layar Sunjammer dapat dibuat dari bahan Kapton dan setebal lima mikron, beratnya kurang dari 20 kilogram dan apabila dibungkus boleh sebesar mesin basuh.
Varian lain, yang dibuat untuk menghormati Carl Sagan, akan segera memasuki orbit. Ada juga teori bahawa pelayaran solar dapat membawa kapal angkasa ke sistem suria yang lain. Layar seperti itu akan menjadi ukuran sebuah kota besar dan pusat aktifnya akan menjadi laser yang kuat.
Layar magnet
Sebilangan besar proton dan elektron yang dipancarkan dari Matahari berkisar antara 400 hingga 600 kilometer sesaat. Kapal magnet boleh menggunakan tenaga mereka dan melepaskannya. Gelung bahan konduktif dapat menghasilkan medan magnet yang berserenjang dengan angin suria, dan ini akan mendorong kapal ke arah yang diinginkan.
Masalahnya adalah bahawa berlayar magnet harus panjang 100 kilometer. Teknologi yang memungkinkan untuk membuat pelayaran dari bahan superkonduktor dengan ukuran ini dan mengekalkan suhu yang diperlukan tidak tersedia sekarang. Magnetic sails tetap menjadi teori sehingga teknologi dikembangkan.
Lubang cacing
Berasal dari fiksyen ilmiah, lubang cacing telah memberi inspirasi kepada orang-orang sejak awal teori mereka pada tahun 1921. Walaupun keberadaan mereka dibenarkan, belum ada bukti langsung mengenai ini. Lubang cacing pada dasarnya adalah terowong di ruang yang boleh dilalui oleh suatu objek, secara teori. Pada masa yang sama, lubang cacing tidak stabil - jika seseorang ingin melalui salah satu daripadanya, dindingnya boleh runtuh.
Untuk selamat melalui lubang cacing, alat mesti menggunakan kekuatan anti-graviti. Ahli fizik percaya bahawa kita tidak akan mengumpulkan tenaga yang mencukupi. Sekiranya terdapat lubang cacing yang boleh dilalui oleh orang lain, ia pasti tidak berlaku; namun, peradaban yang cukup maju dapat membinanya. Oleh itu, sehingga kita bertemu atau membinanya, lubang cacing akan tetap menjadi fiksyen sains.
Memandu Warp
Dipopulerkan oleh Star Trek, idea pemacu melengkung membolehkan anda melakukan perjalanan secara harfiah lebih pantas daripada kelajuan cahaya tanpa melanggar undang-undang fizik. Walaupun begitu, para saintis percaya akan kemungkinan pelaksanaannya. Ahli fizik Miguel Alcubierre pertama kali mengemukakan idea: untuk membuat kapal angkasa dalam bentuk bola ragbi dengan cincin rata di sekelilingnya. Benar, untuk kapal terbang, anda memerlukan sebiji bola antimateri sebesar Musytari.
Untuk memungkinkan kapal angkasa seperti itu, Harold White dari NASA membuat perubahan pada projek itu. Secara teori, kapal yang dimodifikasinya memerlukan antimateri lebih sedikit, dengan pesanan 500 kilogram. Dia akan dapat membengkokkan ruang-waktu dan mencapai kelajuan 10 kali lebih cepat daripada kelajuan cahaya. Perjalanan ke bintang terdekat akan memakan masa empat hingga lima bulan.
Malangnya, antimateri sangat tidak stabil. Hanya sepertiga gram antimateri dapat melepaskan tenaga sebanyak yang dibebaskan dalam pengeboman Hiroshima. Antimateri dalam projek White akan ditarik oleh 1.5 juta Hiroshima, yang akan cukup untuk memusnahkan Bumi.
