Жұлдызаралық саяхат мәселелерінің мүмкін болатын он шешімі

Мазмұны:

Бейне: Жұлдызаралық саяхат мәселелерінің мүмкін болатын он шешімі

Бейне: Жұлдызаралық саяхат мәселелерінің мүмкін болатын он шешімі
Бейне: Как Выжить в Фильме "РАЙОН №9" | Как ПОБЕДИТЬ ПРИШЕЛЬЦЕВ, ВОЕННЫХ и Остаться САМИМ СОБОЙ 2024, Наурыз
Жұлдызаралық саяхат мәселелерінің мүмкін болатын он шешімі
Жұлдызаралық саяхат мәселелерінің мүмкін болатын он шешімі
Anonim
Жұлдызаралық саяхат мәселелерінің он ықтимал шешімі - отарлау, ғарышқа саяхат
Жұлдызаралық саяхат мәселелерінің он ықтимал шешімі - отарлау, ғарышқа саяхат

Енді жұлдызаралық саяхат және отарлау екіталай сияқты. Физиканың негізгі заңдары бұған жол бермейді және көптеген адамдар бұл мүмкін емес деп ойламайды.

Басқалары бізге алыс жұлдыздарға саяхаттауға және батыл жаңа әлемдерді зерттеуге мүмкіндік беретін физика заңдарын бұзудың жолдарын іздейді (немесе, ең болмағанда, шешімді табады).

Alcubierre Warp дискісі

Кескін
Кескін

«Бұрау» деп аталатын кез келген нәрсе NASA -ға емес, Star Trek -ке қатысты. Алькубьердің бұралу дискісінің идеясы - бұл жарық жылдамдығынан гөрі саяхатқа жүктейтін ғаламның шектеулерін жеңудің мүмкін шешімі (немесе, кем дегенде, оны іздеудің басы) болуы мүмкін.

Бұл идеяның негіздері өте қарапайым және NASA оны түсіндіру үшін жүгіру жолының мысалын қолданады. Адам жүгіру жолында ақырғы жылдамдықпен қозғала алатынына қарамастан, адам мен жүгіру жолының бірлескен жылдамдығы оның соңы қарапайым жүгіру жолында жүруге қарағанда жақын болатынын білдіреді.

Жүгіру жолы-бұл кеңістіктік уақыт ішінде кеңею көпіршігімен қозғалатын бұрылыс. Диск жетегінің алдында бос уақыт қысылады. Бұл оның артында кеңейеді. Теорияда бұл қозғалтқышқа жолаушыларды жарық жылдамдығынан жылдамырақ жылжытуға мүмкіндік береді.

Ғарыштық уақыттың кеңеюіне байланысты негізгі қағидалардың бірі ғаламға Үлкен жарылыстан кейін бірден кеңеюге мүмкіндік берді деп саналады. Теорияда бұл идея жүзеге асуы керек.

Кеме айналасында теріс энергияның үлкен пакетін қажет ететін бұрандалы дискінің өзін жасау қиынырақ болады. Бұл принципті түрде мүмкін бе, белгісіз. Ешкім білмейді. Сонымен қатар, ғарыштық уақытпен манипуляциялар уақытты саяхаттау, құрылғыны теріс энергиямен қоректендіру және оны қосу мен өшіру туралы одан да күрделі сұрақтарға әкеледі.

Негізгі идея физик Мигель Алькубьерден келді, ол сонымен қатар бұралу жетегінің мүмкіндіктерін кеңістік-толқындар бойымен ең ұзақ жолмен жүрудің орнына түсіндірді. Техникалық тұрғыдан алғанда, идея жарық жылдамдығынан жылдамырақ жүру заңдарын бұзбайды, тіпті оның математикалық негіздемесі оның мүмкін болатынын қолдайды.

Жұлдызаралық интернет

Жер бетінде Интернет жоқ және смартфонға Google Maps жүктеу мүмкін болмаған кезде бұл қорқынышты. Онсыз жұлдызаралық саяхат кезінде одан да жаман болады. Ғарышқа ұшу - бұл тек бірінші қадам, ғалымдар қазірдің өзінде біздің ұшқышсыз және ұшқышсыз зондтар Жерге хабар жіберу қажет болғанда не істеу керектігін ойлай бастады.

Кескін
Кескін

2008 жылы NASA Интернеттің жұлдызаралық нұсқасының алғашқы сәтті сынақтарын өткізді. Жоба 1998 жылы NASA -ның реактивті қозғалыс зертханасы (JPL) мен Google арасындағы серіктестік аясында іске қосылды. Он жылдан кейін серіктестер 30 миллион шақырым қашықтықтағы ғарыш кемесіне суреттерді жіберуге мүмкіндік беретін «Үзілуге төзімді желі» (DTN) жүйесін алды.

Технология берілістердің ұзақ кідірістері мен үзілістеріне төтеп бере алатындай болуы керек, сондықтан сигнал 20 минутқа үзілсе де таратуды жалғастыра алады. Ол күн сәулесінен және күн дауылынан бастап, ақпаратты жоғалтпай жіберуге кедергі болатын планеталарға дейін, олардың арасында немесе бәрінен өте алады.

Біздің жердегі ғаламтордың негізін қалаушылардың бірі және жұлдызаралық интернеттің негізін қалаушы Винт Серфтің айтуынша, DTN жүйесі ұзақ қашықтықта, ғарыштық масштабта жұмыс істеу қажет болғанда, дәстүрлі TCIP / IP хаттамасының барлық проблемаларын жеңеді. TCIP / IP көмегімен Марстағы Google іздестіру ұзақ уақытқа созылады, сондықтан сұраныс өңделетін кезде нәтижелер өзгереді, ал ақпарат шығуда жартылай жоғалады. DTN көмегімен инженерлер мүлдем жаңа нәрсені қосты - әр түрлі планеталарға әр түрлі домендік атауларды тағайындау және Интернеттен қай планетадан іздегіңіз келетінін таңдау мүмкіндігі.

Біз әлі таныс емес планеталарға саяхат жасау туралы не деуге болады? Scientific American Интернетті Альфа Центаврға жеткізудің өте қымбат және уақытты қажет ететін әдістері болуы мүмкін деп болжайды. Өзін-өзі қайталайтын фон Нейман зондтарын іске қосу арқылы жұлдызаралық тізбек бойынша ақпарат жібере алатын релелік станциялардың ұзақ сериясын құруға болады.

Біздің жүйеде туылған сигнал зондтар арқылы өтіп, Альфа Центавриге жетеді, және керісінше. Рас, көптеген зондтар қажет болады, олардың құрылысы мен іске қосылуына миллиардтаған қаражат кетеді.

Жалпы алғанда, ең алыс зонд мыңдаған жылдар бойы өз жолын жабуы керек екенін ескере отырып, осы уақыт ішінде технологиялар ғана емес, сонымен бірге оқиғаның жалпы құны да өзгереді деп болжауға болады. Асықпайық.

Кеңістіктің эмбрионалды колонизациясы

Кескін
Кескін

Жұлдызаралық саяхаттағы және тұтастай алғанда отарлаудағы ең үлкен проблемалардың бірі - кез келген жерге жету үшін қажет уақыт, тіпті кейбір бұралу сіздің жеңіңізді көтереді.

Қоныс аударушылар тобын межелі жерге жеткізу міндеті көптеген мәселелер туғызады, сондықтан толық экипажы бар колонизаторлар тобын емес, эмбриондар толтырылған кемені - адамзат болашағының тұқымын жіберу туралы ұсыныстар туады..

Кеме тағайындалған жерге қажетті қашықтыққа жеткенде, қатып қалған эмбриондар өсе бастайды. Содан кейін олардан кемеде өсетін балалар шығады, және олар ақыры тағайындалған жерге жеткенде жаңа өркениет құруға барлық мүмкіндіктері бар.

Әлбетте, мұның бәрі өз кезегінде эмбриондарды өсіруді кім және қалай жүргізетіні сияқты үлкен сұрақтар туғызады. Роботтар адамды тәрбиелей алады, бірақ роботтар қандай адамдарды тәрбиелейді? Роботтар баланың өсіп -жетілуі үшін не қажет екенін түсіне алады ма? Олар жазалар мен сыйақыларды, адамдық эмоцияларды түсіне алады ма?

Қалай болғанда да, мұздатылған эмбриондарды жүздеген жылдар бойы қалай сақтап қалу керек және оларды жасанды ортада қалай өсіру керектігін білу керек.

Робот күтушісінің мәселелерін шеше алатын ұсынылған шешімдердің бірі эмбриондары бар кеме мен ересектер ұйықтайтын, балаларды тәрбиелеуге мәжбүр болған кезде оянуға дайын кеменің тіркесімі болуы мүмкін.

Ұзақ ұйқы режиміне оралған бірнеше жылдық бала тәрбиесі, теориялық тұрғыдан алғанда, халықтың тұрақты болуына әкелуі мүмкін. Эмбриондардың мұқият дайындалған партиясы генетикалық әртүрлілікті қамтамасыз ете алады, ол колония құрылғаннан кейін популяцияны азды -көпті тұрақтандырады.

Болашақта генетикалық қорды одан әрі әртараптандыратын эмбриондары бар кемеге қосымша партияны қосуға болады.

Фон Нейман зондтары

Біз ғарышқа салатын және жіберетін барлық нәрсе міндетті түрде өз проблемаларына тап болады, ал миллиондаған шақырымдарды жүріп өтетін, жанбайтын, құлап кетпейтін және өшпейтін нәрсені жасау мүлде мүмкін емес міндет сияқты. Алайда бұл мәселенің шешімі ондаған жылдар бұрын табылған болуы мүмкін.

1940 жылдары физик Джон фон Нейман қайталанатын механикалық технологияны ұсынды, және оның идеясының жұлдызаралық саяхатқа қатысы болмаса да, бәрі сөзсіз осылай келді.

Кескін
Кескін

Нәтижесінде фон Нейман зондтарын теориялық тұрғыда жұлдызаралық кең аумақтарды зерттеу үшін қолдануға болады. Кейбір зерттеушілердің пікірінше, мұның бәрі бізге бірінші болып келді деген пікір тек керемет емес, сонымен қатар екіталай.

Эдинбург университетінің ғалымдары Халықаралық астробиология журналында мақала жариялады, онда олар мұндай технологияны өз қажеттіліктері үшін құру мүмкіндігін ғана емес, сонымен қатар оны біреу жасаған болу ықтималдығын да зерттеді. Әр түрлі қозғалыс режимдерін қолдана отырып, аппарат қаншалықты көтеріле алатынын көрсеткен алдыңғы есептеулерге сүйене отырып, ғалымдар бұл теңдеудің өзін-өзі көшіретін көлік құралдары мен зондтарға қолданғанда қалай өзгеретінін зерттеді.

Ғалымдардың есептеулері жас зондтар жасау үшін қоқыс пен басқа да ғарыштық материалдарды қолдана алатын, өздігінен қайталанатын зондтарға негізделген. Ата -ана мен баланың зондтары соншалықты тез көбейетін еді, олар жарықтың 10% жылдамдығымен қозғалса, олар бүкіл галактиканы небәрі 10 миллион жыл ішінде жабады.

Алайда, бұл бізге кейбір кезде осындай зондтар келуі керек еді дегенді білдіреді. Біз оларды көрмегендіктен, біз ыңғайлы түсініктеме таба аламыз: не біз технологиялық жағынан қайда қарау керектігін білмейміз, немесе біз галактикада жалғызбын.

Қара тесігі бар қулық

Ғаламшардың немесе айдың ауырлық күшін итарқа сияқты ату идеясы біздің күн жүйемізде бірнеше рет қолданылды, бірінші кезекте Вояжер 2, ол алдымен Сатурннан, содан кейін Ураннан жүйеден шығу жолында ….

Бұл идея кеменің маневр жасауын қамтиды, бұл оған планетаның гравитациялық өрісі арқылы қозғалу кезінде оның жылдамдығын арттыруға (немесе төмендетуге) мүмкіндік береді. Бұл ойды фантаст -жазушылар ерекше жақсы көреді.

Жазушы Кип Торн идеяны ұсынды: мұндай маневр құрылғыға жұлдызаралық саяхаттың ең үлкен мәселелерінің бірі - отын шығынын шешуге көмектеседі. Және ол неғұрлым қауіпті маневр ұсынды: екілік қара тесіктермен жеделдету. Сыни орбитадан бір қара тесіктен екіншісіне өту үшін отын жағуға бір минут кетеді.

Қара тесіктердің айналасында бірнеше рет айналғаннан кейін, құрылғы жарыққа жақын жылдамдықты алады. Жұлдыздардың бағытын анықтау үшін зымыран соққысын жақсы мақсат ету және белсендіру ғана қалады.

Мүмкін бе? Иә. Керемет? Міндетті түрде. Торн мұндай идеяның көптеген проблемалары бар екенін, мысалы, траекториялар мен уақытты дәл есептеуге мүмкіндік беретінін айтады, бұл құрылғыны жақын жердегі планетаға, жұлдызға немесе басқа денеге тікелей жіберуге мүмкіндік бермейді. Үйге қайту туралы сұрақтар да бар, бірақ егер сіз шынымен де осындай маневр жасауды шешсеңіз, сіз міндетті түрде оралуды жоспарламайсыз.

Мұндай идеяның прецеденті қазірдің өзінде қалыптасқан. 2000 жылы астрономдар галактикада сағатына 9 миллион шақырым жылдамдықпен ұшатын 13 супернова ашты. Иллинойс университетінің ғалымдары Урбана-Шампан қаласындағы галактикадан екі бөлек галактиканың жойылуы мен қосылу процесінде жұпқа бекітілген қара тесіктердің көмегімен галактикадан шығарылғанын анықтады.

Starseed Launcher

Кескін
Кескін

Тіпті өздігінен қайталанатын зондтарды іске қосуға келетін болсақ, отын шығыны мәселесі туындайды.

Бұл адамдарды жұлдызаралық қашықтыққа зондтарды қалай іске қосу туралы жаңа идеяларды іздеуге кедергі келтірмейді. Егер біз қазіргі технологияны қолданатын болсақ, бұл процесс мегатонн энергиясын қажет етеді.

Атомдық инженерия институтының форрест епископы жұлдыз аккумуляторына ұқсас энергияны қажет ететін жұлдызаралық зондтарды ұшыру әдісін жасағанын айтты.

Starseed Launcher теориялық ұзындығы шамамен 1000 шақырым болады және негізінен сым мен сымнан тұрады. Ұзындығына қарамастан, мұның бәрі бір жүк кемесіне сыйып, 10 вольтты аккумулятормен зарядталуы мүмкін.

Жоспардың бөлігі массасы микрограммнан сәл үлкенірек және ғарышта зондтардың одан әрі құрылысы үшін қажетті негізгі ақпаратты ғана қамтитын ұшыру зондтарын қамтиды. Миллиардтаған осындай зондтарды ұшыру сериясында іске қосуға болады.

Жоспардың негізгі мәні-өздігінен қайталанатын зондтар іске қосылғаннан кейін бір-бірімен қосыла алады. Триггердің өзі тартылуды қамтамасыз ету үшін кері күш тудыратын аса өткізгіш магниттік левитациялық катушкалармен жабдықталады.

Епископ жоспардың кейбір бөлшектерін пысықтау қажет дейді, мысалы жұлдызаралық радиацияға және зондтармен қоқысқа қарсы тұру, бірақ жалпы құрылысты бастауға болады.

Ғарыш өміріне арналған арнайы өсімдіктер

Біз бір жерге жеткен соң, бізге азық -түлік өсіру мен оттегін қалпына келтіру жолдары қажет. Физик Фриман Дайсон мұны қалай жасауға болатыны туралы қызықты идеялар ұсынды.

Кескін
Кескін

1972 жылы Дайсон өзінің әйгілі дәрісін Лондондағы Биркбек колледжінде оқыды. Сонымен бірге, ол кейбір генетикалық манипуляциялардың көмегімен, мысалы, қолайсыз жерде, мысалы, кометада өсіп қана қоймай, гүлдей алатын ағаштарды құруға болатынын айтты.

Ағашты ультракүлгін сәулені шағылыстыратын және суды тиімді үнемдейтін етіп қайта бағдарламалаңыз, ал ағаш тек тамыр жайып, өсіп қана қоймайды, бірақ ол жер стандарттарына сәйкес келмейтін мөлшерге дейін өседі. Сұхбатында Дайсон болашақта ғарышта да, Жерде де қара ағаштар пайда болуы мүмкін екенін айтты.

Кремний негізіндегі ағаштар тиімдірек болар еді, ал тиімділік ұзақ өмір сүрудің кілті болып табылады. Дайсон бұл процесс бір минутқа созылмайтынын айтады - мүмкін, екі жүз жылдан кейін біз ағаштарды ғарышта қалай өсіру керектігін анықтайтын шығармыз.

Дайсонның идеясы ақымақтық емес. НАСА -ның жетілдірілген тұжырымдамалар институты - болашақ мәселелерді шешуге арналған, оның ішінде Марстың бетінде тұрақты өсімдіктерді өсіру міндетін атқаратын тұтас бөлім. Тіпті Марстағы жылыжай өсімдіктері төтенше жағдайда өседі, ал ғалымдар өсімдіктерді экстремофилдермен, жердегі ең қатал жағдайларда өмір сүретін ұсақ микроскопиялық организмдермен сәйкестендіру нұсқаларын қарастыруда.

Ультракүлгін сәулеге төзімділігі жоғары альпілік қызанақтардан бастап, жер шарының ең суық, ең ыстық және ең терең бұрыштарында тіршілік ететін бактерияларға дейін біз бір күні Марс бақшасын құра аламыз. Бұл кірпіштерді қалай біріктіру керектігін білу ғана қалады.

Жергілікті ресурстарды пайдалану

Жерде өмір сүру жаңа үрдіс болуы мүмкін, бірақ ғарышта ай сайынғы миссияларға келетін болсақ, бұл қажет болады. NASA қазіргі уақытта басқа ресурстармен жергілікті ресурстарды пайдалану (ISRU) мәселесін зерттеумен айналысады.

Ғарыш кемесінде көп орын жоқ, және ғарышта және басқа планеталарда кездесетін материалдарды қолдану үшін құрылыс жүйелері кез келген ұзақ мерзімді колонизацияға немесе саяхатқа қажет болады, әсіресе баратын жерді жеткізу қиын болатын жерге айналғанда, отын, тамақ және т.

Жергілікті ресурстарды пайдалану мүмкіндіктерін көрсетудің алғашқы әрекеттері Гавай вулкандарының беткейлерінде және полярлық миссиялар кезінде жасалды. Тапсырмалар тізіміне жанармай компоненттерін күлден және басқа да табиғи қол жетімді жерлерден алу сияқты элементтер кіреді.

2014 жылдың тамызында НАСА 2020 жылы іске қосылатын келесі ровермен Марсқа баратын жаңа ойыншықтарды ашып, қуатты хабарлама жасады. Жаңа ровердің арсеналындағы құралдардың бірі - MOXIE, марс оттегі түріндегі ресурстарды жергілікті пайдалану бойынша эксперимент.

MOXIE Марстың тыныс алмайтын атмосферасын (96% көмірқышқыл газы) алып, оны оттегі мен көміртегі тотығына бөледі. Құрылғы жұмысының әр сағатына 22 грамм оттегі шығара алады.

NASA сонымен қатар MOXIE басқа нәрсені көрсете алады деп үміттенеді - өнімділік пен тиімділікке зиян келтірместен дәйекті өнімділік. MOXIE ұзақ мерзімді Жерден тыс миссияларға маңызды қадам ғана бола алмайды, сонымен қатар зиянды газдардың пайдалы потенциалды түрлендірушілеріне жол ашады.

2 костюм

Ғарышта көбею әр түрлі деңгейдегі проблемаларға айналуы мүмкін, әсіресе микрогравитациялық ортада. 2009 жылы тінтуір эмбрионына жүргізілген жапондық эксперименттер ұрықтандыру нөлдік емес ауырлық жағдайында жүрсе де, Жердің әдеттегі тартылыс күшінен (немесе оның баламасынан) тыс дамитын эмбриондар қалыпты дамымайтынын көрсетті.

Проблемалар жасушалар бөлініп, арнайы әрекеттерді орындауға мәжбүр болғанда туындайды. Бұл ұрықтандыру болмайды дегенді білдірмейді: ғарышта ойластырылған және жердегі аналық тышқандарға имплантацияланған тышқандардың эмбриондары сәтті өсті және еш қиындықсыз туылды.

Кескін
Кескін

Сонымен қатар, тағы бір сұрақ туындайды: балалардың өндірісі микрогравитацияда қалай жұмыс істейді? Физика заңдары, әсіресе әрбір әрекеттің тең және қарама -қарсы реакцияға ие болуы оның механикасын сәл күлкілі етеді. Жазушы, актриса және өнертапқыш Ванна Бонта бұл мәселеге байыпты қарауды шешті.

Ол 2 костюм жасады: костюм, онда екі адам жасырынып, бала шығара бастайды. Олар тіпті оны тексерді. 2008 жылы 2 костюм Vomit Comet деп аталатын қондырғыда (өткір бұрылыстар жасайтын және ауырлық күшінің нөлдік жағдайын жасайтын ұшақ) сыналды.

Бонта ғарыштағы бал айын өзінің өнертабысы арқылы жүзеге асыруға болады деп болжаса да, костюм төтенше жағдайда дене жылуын сақтау сияқты практикалық мақсаттарға ие.

Longshot жобасы

Longshot жобасы 1980 -ші жылдардың соңында АҚШ -тың Әскери -теңіз академиясы мен NASA тобымен бірлесіп жасалды. Жоспардың түпкі мақсаты - 21 ғасырдың басында бір нәрсені, атап айтқанда Альфа Центавриге баратын ұшқышсыз зондты іске қосу болды.

Мақсатқа жету үшін оған 100 жыл қажет. Бірақ ол өмірге келмес бұрын оған кейбір негізгі компоненттер қажет болады, олар да әзірленуі қажет.

Кескін
Кескін

Байланыс лазерлерінен, берік ядролық бөліну реакторларынан және инерциялық лазерлік синтездік ракеталық қозғалтқыштан басқа элементтер болды.

Зонд тәуелсіз ойлауға және қызметке ие болуы керек еді, өйткені ақпарат қабылдау нүктесіне жеткеннен кейін де маңызды болып қалуы үшін жұлдызаралық қашықтықта тез байланысу мүмкін емес еді. Ол керемет берік болуы керек еді, өйткені зонд 100 жылдан кейін межелі жерге жетеді.

Longshot әр түрлі тапсырмалармен Альфа Центавриге жіберілетін болды. Негізінде оған миллиардтаған триллион емес, басқа жұлдыздарға дейінгі қашықтықты дәл есептеуге мүмкіндік беретін астрономиялық деректер жинауға тура келді. Бірақ егер аппаратқа қуат беретін ядролық реактор таусылса, миссия да тоқтайды. Longshot өте өршіл жоспар болды, ол ешқашан жерден түспеді.

Бірақ бұл идея ойдан шығып өлді дегенді білдірмейді. 2013 жылы Longshot II жобасы Icarus Interstellar студенттік жобасы түрінде жер бетіне шықты. Longshot бастапқы бағдарламасы енгізілгеннен кейін ондаған жылдар технологиялық жетістіктер өтті, оларды жаңа нұсқаға қолдануға болады, және тұтастай алғанда бағдарлама күрделі жөндеуден өтті. Жанармай шығындары қайта қаралды, миссия екіге қысқартылды, Longshot -тың бүкіл дизайны басынан аяғына дейін қайта қаралды.

Қорытынды жоба жаңа технологиялар мен ақпараттарды қосқанда шешілмейтін мәселенің қалай өзгеретінін көрсететін қызықты көрсеткіш болады. Физика заңдары өзгеріссіз қалады, бірақ 25 жылдан кейін Лонгшот өзінің екінші желін тауып, болашақ жұлдызаралық саяхат қандай болу керектігін көрсетуге мүмкіндік алды.

Ұсынылған: