Sekarang perjalanan dan penjajahan antara bintang kelihatan sangat tidak mungkin. Undang-undang asas fizik menghalangnya daripada berlaku, dan banyak orang bahkan tidak menganggapnya mustahil.
Yang lain mencari cara untuk melanggar undang-undang fizik (atau sekurang-kurangnya mencari jalan keluar) yang akan membolehkan kita melakukan perjalanan ke bintang yang jauh dan meneroka dunia baru yang berani.
Pemacu Alcubierre Warp
Apa sahaja yang disebut "warp drive" merujuk kepada Star Trek dan bukannya NASA. Idea di sebalik pemacu lengkungan Alcubierre adalah bahawa ia mungkin merupakan jalan penyelesaian yang mungkin (atau sekurang-kurangnya permulaan pencarian untuk itu) untuk mengatasi batasan alam semesta yang dikenakannya dalam perjalanan lebih cepat daripada kecepatan cahaya.
Asas idea ini cukup mudah, dan NASA menggunakan contoh treadmill untuk menerangkannya. Walaupun seseorang dapat bergerak dengan kelajuan terbatas pada treadmill, kelajuan gabungan orang dan treadmill ini bermaksud bahawa hujungnya akan lebih dekat daripada yang akan terjadi jika melakukan perjalanan dengan treadmill biasa.
Treadmill hanyalah pemacu warp yang bergerak melalui ruang-waktu dalam sejenis gelembung pengembangan. Di hadapan pemacu melengkung, masa-masa dimampatkan. Ia mengembang di belakangnya. Secara teori, ini membolehkan enjin menggerakkan penumpang lebih pantas daripada kelajuan cahaya.
Video promosi:
Salah satu prinsip utama yang berkaitan dengan pengembangan masa-masa diyakini telah membolehkan alam semesta berkembang dengan cepat hanya beberapa saat selepas Big Bang. Secara teori, idea itu harus dilaksanakan.
Lebih sukar lagi ialah penciptaan pemacu melengkung itu sendiri, yang memerlukan sejumlah besar tenaga negatif di sekitar kapal itu. Tidak jelas apakah ini mungkin berlaku secara prinsip. Tiada siapa yang tahu. Di samping itu, manipulasi dengan ruang-waktu menyebabkan lebih banyak soalan rumit mengenai perjalanan waktu, memberi makan peranti dengan tenaga negatif, dan bagaimana menghidupkan dan mematikannya.
Idea utama datang dari ahli fizik Miguel Alcubierre, yang juga menjelaskan kemungkinan pemacu warp bergerak sepanjang gelombang ruang-waktu dan bukannya mengambil jalan terpanjang. Secara teknikal, idea itu tidak melanggar undang-undang perjalanan lebih cepat daripada kecepatan cahaya, dan bahkan justifikasi matematiknya menyokong kemungkinan pelaksanaannya.
Internet antara bintang
Amat mengerikan apabila tidak ada Internet di Bumi dan anda tidak dapat memuatkan Peta Google pada telefon pintar anda. Semasa perjalanan antara bintang, ia akan menjadi lebih buruk tanpanya. Melangkah ke angkasa lepas adalah langkah pertama, para saintis sudah mulai memikirkan apa yang harus dilakukan ketika siasatan berawak dan tanpa pemandu kita perlu menghantar mesej kembali ke Bumi.
Pada tahun 2008, NASA melakukan ujian pertama yang berjaya untuk versi Internet antara bintang. Projek ini dilancarkan pada tahun 1998 sebagai sebahagian daripada kerjasama antara Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA dan Google. Sepuluh tahun kemudian, rakan kongsi tersebut memperoleh sistem Networking-Tolerant Networking (DTN), yang membolehkan gambar dihantar ke kapal angkasa yang berjarak 30 juta kilometer.
Teknologi ini mesti dapat mengatasi kelewatan yang lama dan gangguan dalam penghantaran, sehingga dapat meneruskan transmisi walaupun isyarat terganggu selama 20 minit. Ia dapat melewati, antara, atau melalui segala-galanya dari suar matahari dan ribut matahari ke planet-planet yang menjengkelkan yang dapat menghalangi pengiriman data tanpa kehilangan maklumat.
Menurut Vint Cerf, salah seorang pengasas Internet terestrial kami dan pelopor antara bintang, sistem DTN mengatasi semua masalah yang melanda protokol TCIP / IP tradisional ketika perlu bekerja dalam jarak jauh, pada skala kosmik. Dengan TCIP / IP, carian Google di Mars akan memakan waktu yang lama sehingga hasilnya akan berubah ketika permintaan sedang diproses, dan hasilnya akan hilang sebagian. Dengan DTN, jurutera telah menambahkan sesuatu yang benar-benar baru - kemampuan untuk memberikan nama domain yang berbeza ke planet yang berbeza dan memilih planet mana yang anda mahu cari di Internet.
Bagaimana dengan perjalanan ke planet yang belum kita kenal? Scientific American menunjukkan mungkin ada cara, walaupun sangat mahal dan memakan masa, untuk mendapatkan Internet ke Alpha Centauri. Dengan melancarkan siri probe von Neumann yang meniru diri sendiri, siri stesen relay yang panjang dapat dibuat yang dapat menghantar maklumat di sepanjang rantaian antara bintang.
Isyarat yang lahir dalam sistem kami akan melalui probe dan mencapai Alpha Centauri, dan sebaliknya. Benar, ia memerlukan banyak siasatan, pembinaan dan pelancarannya akan memakan masa berbilion-bilion.
Dan secara umum, memandangkan penyelidikan yang paling jauh harus menempuh jalannya selama ribuan tahun, dapat diasumsikan bahawa selama ini bukan hanya teknologi akan berubah, tetapi juga total biaya acara. Jangan tergesa-gesa.
Penjajahan embrio ruang
Salah satu masalah terbesar dengan perjalanan antara bintang - dan penjajahan secara umum - adalah jumlah masa yang diperlukan untuk sampai ke mana sahaja, walaupun dengan beberapa lengkungan mendorong lengan baju anda.
Tugas menyerahkan sekumpulan peneroka ke destinasi mereka menimbulkan banyak masalah, jadi cadangan dilahirkan untuk tidak mengirim sekumpulan penjajah dengan kru yang lengkap, melainkan sebuah kapal yang penuh dengan embrio - benih masa depan umat manusia.
Setelah kapal mencapai jarak yang diinginkan ke destinasinya, embrio beku mula tumbuh. Kemudian mereka meninggalkan anak-anak yang tumbuh di atas kapal, dan ketika akhirnya sampai di tempat tujuan, mereka memiliki semua kemampuan untuk membentuk peradaban baru.
Jelas sekali, semua ini, pada gilirannya, menimbulkan banyak persoalan, seperti siapa dan bagaimana akan melaksanakan pertumbuhan embrio. Robot boleh membesarkan manusia, tetapi jenis manusia apa yang akan dibangkitkan oleh robot? Adakah robot dapat memahami apa yang diperlukan oleh anak untuk membesar dan berkembang? Adakah mereka akan dapat memahami hukuman dan ganjaran, emosi manusia?
Bagaimanapun, masih belum dapat dilihat bagaimana menjaga embrio beku tetap selama beratus-ratus tahun dan bagaimana menumbuhkannya dalam persekitaran buatan.
Salah satu penyelesaian yang dicadangkan yang dapat menyelesaikan masalah pengasuh robot adalah gabungan kapal dengan embrio dan kapal dengan animasi yang ditangguhkan, di mana orang dewasa tidur, siap bangun ketika mereka harus membesarkan anak-anak.
Serangkaian tahun membesarkan anak-anak dan kembali ke hibernasi dapat, secara teori, membawa kepada populasi yang stabil. Kumpulan embrio yang dibuat dengan teliti dapat memberikan kepelbagaian genetik yang akan memastikan populasi lebih kurang stabil setelah koloni ditubuhkan.
Kumpulan tambahan juga dapat dimasukkan ke dalam kapal dengan embrio, yang akan semakin mempelbagaikan dana genetik pada masa akan datang.
Probe Von Neumann
Segala sesuatu yang kita bina dan hantar ke ruang angkasa pasti menghadapi masalahnya sendiri, dan nampaknya tugas yang mustahil untuk melakukan sesuatu yang menempuh jutaan kilometer dan tidak terbakar, runtuh atau pudar. Walau bagaimanapun, penyelesaian untuk masalah ini mungkin telah dijumpai beberapa dekad yang lalu.
Pada tahun 1940-an, ahli fizik John von Neumann mengusulkan teknologi mekanik yang akan dihasilkan semula, dan walaupun ideanya tidak ada hubungannya dengan perjalanan antara bintang, semuanya pasti berlaku.
Akibatnya, probe von Neumann dapat digunakan, secara teori, untuk menjelajahi wilayah antarbintang yang luas. Menurut beberapa penyelidik, idea bahawa semua ini terlintas di fikiran kita bukan sahaja sombong, tetapi juga tidak mungkin.
Para saintis dari University of Edinburgh menerbitkan makalah dalam International Journal of Astrobiology, di mana mereka menyelidiki bukan hanya kemungkinan mencipta teknologi seperti itu untuk keperluan mereka sendiri, tetapi juga kemungkinan seseorang telah melakukannya. Berdasarkan perhitungan sebelumnya yang menunjukkan sejauh mana alat dapat menggunakan mod pergerakan yang berbeza, para saintis mengkaji bagaimana persamaan ini akan berubah ketika diterapkan pada kenderaan dan probe yang meniru sendiri.
Pengiraan saintis dibina di sekitar probe replikasi diri yang boleh menggunakan serpihan dan bahan ruang lain untuk membina probe junior. Probe ibu bapa dan anak akan berlipat ganda dengan cepat sehingga mereka akan meliputi seluruh galaksi hanya dalam 10 juta tahun - dengan syarat mereka bergerak pada kecepatan cahaya 10%.
Namun, ini akan berarti bahawa pada suatu ketika kita seharusnya dikunjungi oleh beberapa penyelidikan seperti itu. Oleh kerana kita belum melihatnya, kita dapat mencari penjelasan yang mudah: sama ada kita tidak cukup maju dari segi teknologi untuk mengetahui di mana mencarinya, atau kita benar-benar sendirian di galaksi.
Slingshot dengan lubang hitam
Idea untuk menggunakan graviti planet atau bulan untuk menembak seperti katapel digunakan dalam sistem suria kita lebih dari sekali atau dua kali, pertama sekali oleh Voyager 2, yang menerima dorongan tambahan pertama dari Saturnus, dan kemudian dari Uranus ketika keluar dari sistem …
Ideanya melibatkan manuver kapal, yang akan memungkinkan untuk meningkatkan (atau menurunkan) kelajuannya ketika bergerak melalui medan graviti planet. Penulis fiksyen sains sangat menyukai idea ini.
Penulis Kip Thorne mengemukakan idea: manuver seperti itu dapat membantu peranti menyelesaikan salah satu masalah terbesar perjalanan antara bintang - penggunaan bahan bakar. Dan dia mencadangkan manuver yang lebih berisiko: pecutan dengan lubang hitam binari. Ia akan mengambil masa satu minit untuk membakar bahan api untuk melewati orbit kritikal dari satu lubang hitam ke lubang yang lain.
Setelah melakukan beberapa putaran di sekitar lubang hitam, peranti akan mengambil kelajuan hampir dengan cahaya. Yang tinggal hanyalah untuk mengarahkan dengan baik dan mengaktifkan daya tuju roket untuk merangka kursus untuk bintang-bintang.
Tidak mungkin? Ya. Hebat? Pasti. Thorne menekankan bahawa terdapat banyak masalah dengan idea seperti itu, misalnya, pengiraan lintasan dan masa yang tepat, yang tidak akan membenarkan penghantaran peranti secara langsung ke planet, bintang atau badan lain yang terdekat. Terdapat juga soalan mengenai pulang ke rumah, tetapi jika anda memutuskan manuver seperti itu, anda pasti tidak merancang untuk kembali.
Satu preseden untuk idea seperti itu telah dibentuk. Pada tahun 2000, ahli astronomi menemui 13 supernova yang terbang melalui galaksi dengan kelajuan yang luar biasa 9 juta kilometer sejam. Para saintis di University of Illinois di Urbana-Champagne telah mendapati bahawa bintang-bintang yang tersembunyi ini dikeluarkan dari galaksi oleh sepasang lubang hitam, yang akhirnya terkunci dalam sepasang dalam proses pemusnahan dan penggabungan dua galaksi yang terpisah.
Pelancar Starseed
Ketika melancarkan probe yang meniru sendiri, ada masalah dengan penggunaan bahan bakar.
Ini tidak menghalang orang mencari idea baru mengenai cara melancarkan siasatan pada jarak antara bintang. Proses ini memerlukan banyak tenaga jika kita menggunakan teknologi yang kita miliki sekarang.
Forrest Bishop dari Institut Kejuruteraan Atom mengatakan bahawa dia telah mencipta kaedah untuk melancarkan probe antar bintang yang memerlukan sejumlah tenaga kira-kira setara dengan bateri kereta.
Pelancar Starseed teoretikal akan berukuran kira-kira 1,000 kilometer dan terdiri terutamanya dari wayar dan wayar. Walaupun panjang, semuanya boleh muat dalam satu kapal kargo dan dicas dengan bateri 10 volt.
Sebahagian dari rancangan itu termasuk melancarkan probe, yang sedikit lebih besar daripada mikrogram secara besar-besaran dan hanya mengandungi maklumat asas yang diperlukan untuk pembinaan probe di ruang angkasa. Berjuta-juta probe tersebut dapat dilancarkan dalam satu siri pelancaran.
Titik utama rancangan ini adalah bahawa siasatan yang meniru diri akan dapat bekerjasama antara satu sama lain selepas pelancaran. Peluncur itu sendiri akan dilengkapi dengan gegelung levitasi magnet superkonduktor yang menghasilkan daya terbalik yang memberikan daya tuju.
Bishop mengatakan bahawa beberapa perincian rancangan memerlukan kerja, seperti mengatasi sinaran antara bintang dan serpihan dengan probe, tetapi secara umum, pembinaan dapat dimulakan.
Tumbuhan khas untuk kehidupan ruang angkasa
Sebaik sahaja kita sampai di suatu tempat, kita memerlukan cara untuk menanam makanan dan menjana semula oksigen. Fisikawan Freeman Dyson mengemukakan beberapa idea menarik mengenai bagaimana ini dapat dilakukan.
Pada tahun 1972, Dyson memberikan kuliahnya yang terkenal di Birkbeck College, London. Pada masa yang sama, dia menyarankan bahawa dengan bantuan beberapa manipulasi genetik, mungkin untuk membuat pokok yang tidak hanya dapat tumbuh, tetapi juga berkembang di permukaan yang tidak ramah, misalnya, komet.
Memprogram ulang pokok untuk memantulkan sinar ultraviolet dan menjimatkan air dengan lebih berkesan, dan pokok itu bukan sahaja akan berakar dan tumbuh, tetapi akan tumbuh menjadi ukuran yang tidak dapat difikirkan oleh standard bumi. Dalam temu bual, Dyson mencadangkan bahawa pada masa akan datang, pohon hitam mungkin muncul, baik di angkasa dan di Bumi.
Pokok berasaskan silikon akan lebih cekap, dan kecekapan adalah kunci untuk kelangsungan hidup jangka panjang. Dyson menekankan bahawa proses ini tidak akan lama - mungkin dalam dua ratus tahun akhirnya kita akan mengetahui bagaimana membuat pokok tumbuh di angkasa.
Idea Dyson tidak semestinya tidak masuk akal. Institut Konsep Lanjutan NASA adalah seluruh jabatan yang didedikasikan untuk menyelesaikan masalah masa depan, termasuk tugas menanam tanaman stabil di permukaan Marikh. Malah tanaman rumah hijau di Marikh akan tumbuh dalam keadaan yang melampau, dan para saintis sedang mencari pilihan untuk memadankan tanaman dengan ekstrofofil, organisma mikroskopik kecil yang bertahan dalam beberapa keadaan paling kejam di Bumi.
Dari tomato alpine, yang mempunyai ketahanan bawaan terhadap sinar ultraviolet, hingga bakteria yang hidup di sudut dunia yang paling sejuk, panas, dan terdalam, kita suatu hari dapat mengumpulkan kebun Martian. Yang tinggal hanyalah memikirkan bagaimana menyatukan semua batu bata ini.
Penggunaan sumber tempatan
Hidup di luar bumi mungkin merupakan trend baru di Bumi, tetapi ketika datang ke misi bulanan di ruang angkasa, ia menjadi perlu. NASA kini sedang menyiasat, antara lain, penggunaan sumber tempatan (ISRU).
Tidak ada banyak ruang di kapal angkasa, dan sistem bangunan untuk menggunakan bahan yang terdapat di angkasa lepas dan di planet lain akan diperlukan untuk penjajahan atau perjalanan jangka panjang, terutama ketika destinasi menjadi tempat di mana akan sangat sukar untuk mendapatkan bekalan, bahan bakar, makanan. dan lain-lain.
Percubaan pertama untuk menunjukkan kemungkinan menggunakan sumber daya tempatan dilakukan di lereng gunung berapi Hawaii dan semasa misi kutub. Senarai tugas merangkumi barang-barang seperti pengambilan komponen bahan bakar dari abu dan kawasan lain yang boleh diakses secara semula jadi.
Pada bulan Ogos 2014, NASA membuat pengumuman hebat dengan mendedahkan mainan baru yang akan pergi ke Mars dengan rover seterusnya, yang akan dilancarkan pada tahun 2020. Antara alat dalam gudang rover baru adalah MOXIE, percubaan penggunaan sumber tempatan dalam bentuk oksigen Martian.
MOXIE akan mengambil atmosfer Mars yang tidak dapat bernafas (96% karbon dioksida) dan membelahnya menjadi oksigen dan karbon monoksida. Peranti akan dapat menghasilkan 22 gram oksigen untuk setiap jam operasi.
NASA juga berharap MOXIE dapat menunjukkan sesuatu yang lain - prestasi yang konsisten tanpa menjejaskan produktiviti atau kecekapan. MOXIE bukan hanya dapat menjadi langkah penting menuju misi luar angkasa jangka panjang, tetapi juga membuka jalan bagi banyak penukar gas berbahaya menjadi yang berguna.
2suit
Pengeluaran semula di angkasa boleh menjadi bermasalah pada berbagai tingkatan, terutama di lingkungan mikrograviti. Pada tahun 2009, eksperimen Jepun pada embrio tikus menunjukkan bahawa walaupun persenyawaan berlaku di bawah graviti bukan sifar, embrio yang berkembang di luar graviti kebiasaan Bumi (atau yang setara) tidak berkembang secara normal.
Masalah timbul apabila sel harus membahagi dan melakukan tindakan khas. Ini tidak bermaksud bahawa persenyawaan tidak berlaku: embrio tikus, dikandung di angkasa dan ditanamkan pada tikus betina terestrial, telah berjaya tumbuh dan dilahirkan tanpa masalah.
Ini juga menimbulkan persoalan lain: bagaimana sebenarnya pengeluaran anak berfungsi dalam mikrograviti? Undang-undang fizik, terutama fakta bahawa setiap tindakan mempunyai reaksi yang sama dan berlawanan, menjadikan mekaniknya sedikit tidak masuk akal. Vanna Bonta, seorang penulis, pelakon dan pencipta, memutuskan untuk menangani masalah ini dengan serius.
Dan dia mencipta 2suit: sut di mana dua orang dapat berlindung dan mula menghasilkan anak-anak. Malah mereka memeriksanya. Pada tahun 2008, 2suit diuji pada Komet Vomit yang disebut (kapal terbang yang membuat putaran tajam dan mewujudkan keadaan min dengan graviti sifar).
Walaupun Bonta menunjukkan bahawa bulan madu di ruang angkasa dapat dibuat nyata dengan penemuannya, pakaian itu juga mempunyai kegunaan yang lebih praktikal, seperti menjaga panas badan dalam keadaan kecemasan.
Projek Longshot
Projek Longshot dikembangkan bersama oleh pasukan Akademi Tentera Laut AS dan NASA pada akhir 1980-an. Matlamat utama rancangan ini adalah untuk melancarkan sesuatu pada pergantian abad ke-21, iaitu siasatan tanpa pemandu yang akan pergi ke Alpha Centauri.
Ia memerlukan masa 100 tahun untuk mencapai matlamatnya. Tetapi sebelum disiarkan, ia memerlukan beberapa komponen penting yang juga perlu dikembangkan.
Selain laser komunikasi, reaktor pembelahan nuklear tahan lama dan mesin roket fusi laser inersia, terdapat unsur lain.
Siasatan tersebut harus memperoleh pemikiran dan fungsi yang bebas, kerana hampir mustahil untuk berkomunikasi pada jarak antar bintang cukup cepat agar maklumat tetap relevan setelah sampai ke tempat tujuan. Itu juga harus tahan lama kerana penyelidikan akan sampai ke tujuannya dalam 100 tahun.
Longshot akan dihantar ke Alpha Centauri dengan tugas yang berbeza. Pada dasarnya, dia harus mengumpulkan data astronomi yang memungkinkan pengiraan jarak yang tepat hingga berbilion, jika bukan triliunan, bintang lain. Tetapi jika reaktor nuklear yang menggerakkan radas habis, misinya juga akan berhenti. Longshot adalah rancangan bercita-cita tinggi yang tidak pernah lepas dari landasan.
Tetapi ini tidak bermaksud bahawa idea itu mati. Pada tahun 2013, projek Longshot II secara harfiah bermula dalam bentuk projek pelajar Icarus Interstellar. Dekad kemajuan teknologi telah berlalu sejak program Longshot yang asli diperkenalkan, mereka dapat diterapkan pada versi baru, dan program ini secara keseluruhan telah menerima perbaikan besar. Biaya bahan bakar direvisi, misinya dipotong setengah, dan keseluruhan desain Longshot direvisi dari kepala hingga kaki.
Draf akhir akan menjadi petunjuk menarik tentang bagaimana masalah yang tidak dapat diselesaikan berubah dengan penambahan teknologi dan maklumat baru. Undang-undang fizik tetap sama, tetapi 25 tahun kemudian, Longshot berpeluang mencari angin kedua dan menunjukkan kepada kita bagaimana perjalanan antara bintang masa depan.
