Це основна наукова фантастика, і те, про що багато людей фантазували в той чи інший момент: ідея розіслати космічні кораблі з колоністами і пересадити насіння людства серед зірок. Між відкриттям нових світів, набуттям міжзоряного виду і, можливо, навіть знаходженням позаземних цивілізацій, мрія про поширення за межами Сонячної системи - така, яка не може стати реальністю досить скоро!
Десятиліттями вчені роздумували над тим, як людство може одного дня досягти цієї високої мети. А спектр понять, які вони придумали, представляє цілу масу плюсів і мінусів. Ці плюси і мінуси були підняті в недавньому дослідженні Мартіна Бреддока, члена Астрономічного товариства Менсфілд і Саттон, співробітника Королівського біологічного товариства і співробітника Королівського астрономічного товариства.
Дослідження під назвою «Поняття про глибокі космічні подорожі: від деформацій та сплячки до світових кораблів та кріогеніки» нещодавно з’явилось у науковому журналі Сучасні тенденції в галузі біомедичної інженерії та біологічних наук (видання Juniper Journals). Як вказує Бреддок у своєму дослідженні, питання про те, як люди могли досліджувати сусідні зіркові системи, набуло більшого значення в останні роки завдяки відкриттям екзопланет.
Як ми розглядали в попередній статті "Скільки часу знадобиться подорож до найближчої зірки?", Існує чимало запропонованих і теоретичних способів подорожі між нашою Сонячною системою та іншими зірками в галактиці. Однак, за винятком технологій та часу, який це знадобиться, існують також біологічні та психологічні наслідки для людських екіпажів, які потрібно було б врахувати заздалегідь.
І завдяки тому, як в останні роки відновився інтерес громадськості до космосу, аналіз усіх можливих методів стає все більш необхідним. Як розповів доктор Бреддок на Space Magazine електронною поштою:
«Міжзоряні подорожі стали більш актуальними завдяки спільним зусиллям знайти шляхи в усіх космічних агентствах для збереження здоров'я людини у« коротких »космічних подорожах (2-3 роки). Маючи на увазі місії на Марсі, смерть Стівена Хокінга підкреслює одне з його багатьох переконань, що ми повинні колонізувати глибокий космос і рішучість Ілона Маска мінімізувати відходи на космічні подорожі, разом із відродженими баченнями аксесуарів на «МПС» до МКС (розширюваний Бігелоу модуль) сповідує деякі уявні поняття ».
Враховуючи все, доктор Бреддок у своєму дослідженні вважає п’ять принципових засобів для встановлення місій, що займаються командами, для інших зіркових систем. До них відносяться надпросвітні (ака / FTL) режими подорожей, сплячий режим або застій, несуттєва інженерія старіння (ака. Анти-старіння), світові кораблі, здатні підтримувати декілька поколінь мандрівників (ака. Кораблі покоління), і технології циогенного заморожування.
Переваги для FTL подорожі очевидні, і хоча це поки що залишається цілком теоретичним, сьогодні існують концепції, що досліджуються. Помітна концепція FTL - відома як Alcubierre Warp Drive - в даний час досліджується багатьма організаціями, серед яких Фонд Тау Нуро та Лабораторія розширеної фізики руху: Орел (APPL: E) в космічному центрі Джонсона NASA.
Щоб її зруйнувати лаконічно, цей спосіб космічної подорожі передбачає розтягнення тканини простору-часу хвилею, яка (теоретично) призведе до скорочення простору перед судном і розширення простору за ним. Потім корабель проїхав би через цей космос цей регіон, відомий як «пухирчастий міхур». Оскільки корабель не рухається всередині міхура, а ведеться по мірі руху самого регіону, звичайні релятивістські ефекти, такі як розширення часу, не застосовуються.
Як вказує доктор Браннок, до переваг такої системи приведення в рух можна віднести можливість досягти "очевидних" FTL-поїздок без порушення законів відносності. Окрім того, судно, що подорожує з пухирчастою бульбашкою, не доведеться турбуватися про зіткнення з космічним сміттям, і не буде верхньої межі максимальної досяжної швидкості. На жаль, недоліки цього способу подорожі однаково очевидні.
Сюди можна віднести той факт, що в даний час немає відомих методів створення пухирчастого міхура в області простору, яка ще не містить його. Крім того, для створення цього ефекту знадобиться надзвичайно велика енергія, і невідомий спосіб, як корабель вийде з пухирчастої бульбашки, як тільки вона ввійшла. Коротше кажучи, FTL на даний момент є суто теоретичною концепцією, і немає ознак того, що найближчим часом він перейде від теорії до практики.
"Перша [стратегія] - FTL подорожі, але інші стратегії визнають, що подорож FTL є дуже теоретичним і що один із варіантів - це продовжити життя людини або здійснити багатопоколільні плавання", - сказав доктор Бреддок. "Останнє може бути досягнуто в майбутньому, враховуючи бажання спроектувати достатньо велике судно і розвинути технологічну технологію для досягнення 0,1 х c".
Іншими словами, найбільш вірогідні концепції для міжзоряного космічного подорожі, швидше за все, не можуть досягти швидкості світла більше десяти відсотків. – близько 29,979,245,8 м / с (~ 107,925,285 км / год; 67,061,663 миль / год). Це досі дуже високий порядок, враховуючи, що найшвидша місія на сьогоднішній день була Геліос 2 місія, яка досягла максимальної швидкості понад 66 000 м / с (240 000 км / год; 150 000 миль / год). Все-таки це забезпечує більш реалістичну основу для роботи.
Що стосується полків сплячки та застою, переваги (та недоліки) є більш безпосередніми. Для початківців ця технологія реалізовується, і вона широко вивчає скорочення часових масштабів як для людей, так і для тварин. В останньому випадку природні цикли сплячки забезпечують найбільш переконливі докази того, що сплячка може тривати місяцями без інцидентів.
Мінуси, однак, сходять до всіх невідомих. Наприклад, існують ймовірні ризики атрофії тканин внаслідок тривалих періодів часу, проведених у мікрогравітаційному середовищі. Це може бути пом’якшене штучною гравітацією чи іншими способами (такими як електростимуляція м’язів), але потрібні значні клінічні дослідження до того, як це можна буде спробувати. Це викликає цілу низку етичних питань, оскільки такі випробування становитимуть власну небезпеку.
Стратегії інженерно-незначного старіння (SENS) - це ще одна дорога, яка пропонує людині потенціал протидії наслідкам довготривалих космічних польотів шляхом зміни процесу старіння. На додаток до того, що те саме покоління, яке здійснило посадку на корабель, буде тим, хто добирається до місця призначення, ця методика також має потенціал для проведення досліджень зі стовбурових клітин на Землі.
Однак, в умовах тривалого космічного польоту, для повного омолодження, ймовірно, знадобиться багаторазове лікування (або безперервне протягом усього шляху подорожі). Заздалегідь знадобиться значна кількість досліджень, щоб перевірити процес та вирішити окремі компоненти старіння, що вкотре призвело до ряду етичних проблем.
Тоді існують світові кораблі (ака. Кораблі покоління), де використовуються автономні та самопідтримувані космічні апарати, досить великі для розміщення кількох поколінь космічних мандрівників. Ці кораблі покладаються на звичайне приведення в рух і тому потрібні століття (або тисячоліття), щоб досягти іншої зіркової системи. Безпосередніми перевагами цієї концепції є те, що вона виконала б дві основні цілі дослідження космосу, а саме - підтримка людської колонії в космосі та дозволення подорожі до потенційно заселеної екзопланети.
Крім того, корабель покоління покладався б на принципи приведення в рух, які наразі є здійсненними, а тисяча екіпажів збільшує шанси на успішне колонізацію іншої планети. Звичайно, витрати на побудову та утримання таких великих космічних кораблів були б непомітними. Існують також моральні та етичні виклики відправлення людських екіпажів у глибокий космос за такі тривалі періоди часу.
Наприклад, чи є якась гарантія того, що екіпаж не зійшов би з розуму і не вбив один одного? І останнє, є той факт, що тим часом на Землі будуть розвиватися новіші, більш досконалі кораблі. Це означає, що більш швидкий корабель, який пізніше піде на Землю, зможе обігнати судно покоління до того, як воно дістанеться до іншої зіркової системи. Навіщо витрачати стільки на судно, коли воно, ймовірно, застаріло ще до того, як воно встигне до місця призначення?
Нарешті, існує кріогеніка - концепція, яка широко досліджувалася за останні кілька десятиліть як можливий засіб для продовження життя та космічних подорожей. Багато в чому ця концепція є розширенням технології сплячки, але виграє від ряду останніх прогресів. Безпосередня перевага цього методу полягає в тому, що він враховує всі поточні обмеження, накладені технологією та релятивістським Всесвітом.
По суті, не має значення FTL (або швидкість, що перевищує 0.10 c) можливі або скільки часу триватиме плавання, оскільки екіпаж буде спати і чудово зберігатися протягом тривалості. На додаток до цього ми вже знаємо, як працює технологія, про що свідчать останні досягнення, коли тканини органів і навіть цілі організми після кріогенного заморожування прогрівались і скріплювалися.
Однак ризики також більші, ніж при сплячому стані. Наприклад, тривалий вплив кріогенного заморожування на фізіологію та центральну нервову систему тварин вищого порядку і людей ще не відомий. Це означає, що перед його спробою знадобиться широке випробування та випробування на людях, що ще раз викликає ряд етичних проблем.
Зрештою, існує безліч невідомих, пов'язаних з будь-якими і всіма потенційними методами міжзоряного подорожі. Так само потрібно набагато більше досліджень та розробок, перш ніж можна сміливо сказати, яке з них є найбільш можливим. Тим часом доктор Бреддок визнає, що набагато більше ймовірностей, що будь-які міжзоряні плавання залучатимуть роботодавців, що використовують телеприсутність, щоб показати нам інші світи, хоча вони не мають такого ж поваги.
"Майже напевно, і це переглядає ранню концепцію зондів реплікації фон Неймана (мінус тиражування!)", - сказав він. «Кубики або подібні можуть цілком досягти цієї мети, але, швидше за все, не будуть залучати громадську уяву майже настільки, як людські космічні подорожі. Я вважаю, що сер Мартін Різ запропонував концепцію пристрою типу AI напівлюдини ... також певний шлях ".
В даний час існує лише одна запропонована місія для відправки міжзоряного космічного корабля до сусідньої зіркової системи. Це було б "Проривним знімком", пропозицією відправити лазерний вітрильний наномарк в Альфу Кентаврі всього за 20 років. Після прискорення до 4 474 000 м / с (160 934 400 км / год; 100 мільйонів миль / год) 20% швидкості світла, це судно здійснило б проліт Альфа-Кентавра, а також зможе передавати домашні зображення Proxima b.
Крім того, всі місії, що передбачають залучення до зовнішньої Сонячної системи, складаються з роботизованих орбітальних зондів і зондів, а всі запропоновані місійні команди, спрямовані на відправлення астронавтів назад на Місяць і на Марс. Тим не менш, людство тільки починає дослідження космосу, і нам, безумовно, потрібно закінчити дослідження власної Сонячної системи, перш ніж ми зможемо розглянути можливість її дослідження за її межами.
Зрештою, знадобиться багато часу і терпіння, перш ніж ми зможемо починати заходити за пояс Койпера та Хмари Оорта, щоб побачити, що там.
