De sterren boven ons zijn zo mooi dat mensen er zelfs hele mythologieën op hebben gebouwd. Ze zijn werkelijk spectaculair, en nu we de maan hebben bereikt en binnenkort naar Mars zullen gaan, zal onze natuurlijke drang het pad naar de sterren zijn.
Deze reis heeft de basis gevormd van talloze sciencefiction- en filmverhalen. Veel mensen denken al dat reizen van ster naar ster gemakkelijk is - je hoeft alleen maar de trekker in te drukken, maar niet alles is zo eenvoudig. Een aantal belangrijke problemen moet nog worden aangepakt.
Sneller dan het licht
Veel ruimtevaart in sciencefiction is gebaseerd op reizen sneller dan de snelheid van het licht. In werkelijkheid verhindert de natuurkunde een dergelijke mogelijkheid. En er is geen manier om deze fundamentele beperking te omzeilen. Zelfs reizen dichtbij de lichtsnelheid wordt geconfronteerd met allerlei interessante relativistische problemen met betrekking tot massa en energie. Onze enige optie is om portalen te gebruiken - wormgaten.
Het wormgat moet nauwlettend in de gaten worden gehouden, wat momenteel buiten ons bereik ligt, en we moeten op de een of andere manier een tweede wormgat creëren op zijn bestemming. De noodzaak om iemand naar de andere kant te sturen om een wormgat te maken, is niet de beste reden voor de eerste interstellaire reis. Bovendien kunnen fysieke effecten bij het reizen door een permanent of tijdelijk wormgat leiden tot de vernietiging van alle materie. U kunt uw bestemming gemakkelijk bereiken in plasmavorm.
Promotie video:
Teleportatie
Klassieke teleportatie omvat de aanwezigheid van een persoon die het apparaat activeert en verdwijnt om weer op de bestemming te verschijnen. In werkelijkheid werkt teleportatie echter veel gecompliceerder dan in de films wordt getoond. Zelfs als we de mogelijkheid van een dergelijk principe erkennen, denk er dan eens over na: een persoon wordt in een teleportatiemachine in atomen gedemonteerd, fysiek naar een bestemming getransporteerd en weer in elkaar gezet.
Alleen assemblage vereist ongelooflijke machines op de bestemming, en elementaire natuurwetten zullen ons beletten materie met precisie te manipuleren op zo'n gigantische afstand - tot aan een andere ster. Zo'n teleportatie is alleen mogelijk naar die plaatsen waar we al zijn geweest. Atomenassemblage is voor ons nog niet beschikbaar, maar het is heel goed mogelijk. Je hoeft alleen maar atomen naar een andere ster te sturen, en dit kan met de snelheid van het licht - duidelijk sneller dan het sturen van een lichaam, maar het zal nog jaren duren.
Een andere optie is om een exacte kopie van de persoon aan de andere kant te verzamelen en de vorige te vernietigen. Maar deze optie is waarschijnlijk voor niemand geschikt.
Kolonie schip
Als reizen sneller dan de lichtsnelheid niet mogelijk is, kunnen we schepen van generaties bouwen. Licht bereikt de dichtstbijzijnde ster in vier jaar, maar een zwaar voorwerp duurt veel langer. De meeste sterren hebben minstens honderden jaren nodig om te vliegen. Op de schepen van generaties kunnen populaties worden geboren en sterven totdat ze vele jaren later hun bestemming bereiken. Maar deze schepen hebben een aantal problemen.
Afstammelingen kunnen het oorspronkelijke doel van de missie gewoon vergeten, aangezien het honderden jaren lang een legende zal worden. Een intelligent computersysteem zou mensen die op een schip zijn geboren kunnen trainen om een dergelijke storing te voorkomen, maar toch is het erg moeilijk te voorspellen wat er zal gebeuren terwijl een generatie wordt vervangen door een andere generatie. Als er iets met het schip gebeurt, zal nauwelijks een generatie die door de jaren heen de fijne kneepjes van de techniek is vergeten, iets kunnen doen.
Moederschip
Om zoveel mogelijk onzekerheid bij generatieschepen te elimineren, kunnen eierschepen worden ingezet. Ze zullen ingevroren bevruchte menselijke eieren vervoeren, die zullen worden gekweekt en grootgebracht door uitgebreide machines, die zullen fungeren als hun moeders, ouders en opvoeders. Eieren kunnen in mensen worden veranderd wanneer ze een verre ster of planeet bereiken, en computers zullen toekomstige veroveraars van de ruimte alles leren wat er te weten valt.
Het ontwerpen van dergelijke machines is op dit moment misschien niet mogelijk, maar in de toekomst - waarom niet? In ieder geval kan het eierschip, net als het schip van een generatie, een persoon niet helpen die op zoek wil naar nieuwe sterren. Mensen op de boerderij houden misschien niet van hun missie, of ze kunnen zelfs geboren worden zonder dorst naar reizen.
Levensduur
Een alternatief voor het generatieschip kan de genetische modificatie zijn van mensen die honderden of duizenden jaren kunnen leven en in de loop van hun leven kunnen reizen. Alle vragen over het leven in de ruimte zouden worden opgelost. Levensduur en onsterfelijkheid worden zorgvuldig bestudeerd door de wetenschap, maar het grootste obstakel in deze zaken zijn telomeren - de uiteinden van chromosomen die korter worden elke keer dat uw cellen zich delen.
Uiteindelijk zal de lengte van de telomeren worden weggevreten en zullen cellen hun eigen levensvatbare DNA beginnen te beschadigen terwijl ze zich delen. Dit betekent dat het DNA zelf het aantal celdelingen bevat dat kan optreden. Cellen delen zich om oude of beschadigde cellen zoals wimpers of huid of delen van de maag te vervangen (u weet dat de maag zuur is).
Het antwoord lijkt simpel: je moet de lengte van telomeren opslaan. Maar feit is dat de enige volwassen cellen die dit kunnen, kankerverwekkende stoffen zijn.
Winterslaap
Aangezien een lang leven en de nieuwe generatie niet het antwoord zijn geworden op een belangrijke vraag, kan onderbroken animatie helpen. In veel films en boeken werden mensen in slaap gehouden om over grote afstanden vervoerd te worden. In deze toestand worden mensen niet ouder, of ze verouderen heel langzaam, dit is een soort "slaapmodus". Helaas zijn telomeren ook hier een probleem.
Ons lichaam bevat altijd een kleine hoeveelheid radioactieve elementen. Ze zenden kleine hoeveelheden straling uit, wat onschadelijk is voor ons, aangezien nieuwe cellen voortdurend beschadigde cellen vervangen. Als een persoon niet ouder wordt tijdens onderbroken animatie, krimpen zijn telomeren niet en delen de cellen zich niet. Alle radioactieve elementen in deze toestand zullen het lichaam permanent beschadigen, wat uiteindelijk tot de dood zal leiden. Zelfs langzame veroudering zal u niet voor lange tijd tegen straling beschermen. Het is noodzakelijk dat de cellen zich op de gebruikelijke snelheid delen.
Beweging
Zelfs als de menselijke problemen van reizen naar andere sterren zijn opgelost, blijven bewegingsproblemen bestaan. Bij conventionele systemen wordt brandstof of straalvliegtuigmassa verbrand, maar om bij een andere ster te komen, zijn ongelofelijke hoeveelheden brandstof nodig, wat buitengewoon inefficiënt is. Als oplossing kunt u onderweg brandstof verzamelen.
In de ruimte tussen de sterren zijn er geen gewone asteroïden of planeten om op te landen en brandstof te krijgen. Gelukkig is de ruimte allesbehalve een vacuüm; het bevat veel verspreide kleine atomen, voornamelijk waterstof. Als je met hoge snelheid beweegt, kunnen deze atomen worden verzameld en als brandstof worden gebruikt in reacties zoals fusie (als we erbij komen natuurlijk).
Voor het opvangen van waterstof heb je volgens voorlopige berekeningen een krachtige 'schep' nodig, 2000 vierkante kilometer in oppervlakte. Deze grootte zal de weerstand van het schip aanzienlijk vergroten en de snelheid verlagen tot een conventionele raket. Zo'n systeem zou zeer ondoelmatig en onhoudbaar zijn. Maar ze werd overwogen.
Schade
De ster die het dichtst bij ons staat, is Alpha Centauri. Het bevindt zich vier lichtjaar van de aarde. Het zou 72 miljoen jaar duren om het met een gewone auto te bereiken met 60 km / u. Zelfs als we aannemen dat zo'n auto zal worden gemaakt, zullen tijdens deze periode alle denkbare perioden van verval en normale slijtage vervallen, om nog maar te zwijgen van de bijna nul kans om na zo'n lange tijd aan te komen.
Je hebt snelheid nodig, ook al wordt die beperkt door de lichtsnelheid. Vanwege de kleine atomen die door de ruimte zijn verspreid, zal elk schip met hoge snelheid met zo'n kracht worden gebombardeerd dat ze zelfs het meest duurzame staal doorboren.
Er zijn twee mogelijkheden: mensen of machines zullen constant gaten dichten en schade repareren, waardoor je enorm veel reparatiemateriaal nodig hebt dat je mee moet nemen, of het schip wordt gemaakt van elastisch materiaal dat zichzelf herstelt. Het zijn deze materialen die nu worden ontwikkeld bij ruimteagentschappen. Het slechte nieuws is dat wetenschappers niet geloven in de mogelijkheid van dergelijke materialen.
Zwaartekracht
Onze lichaamsstructuur is sterk afhankelijk van de zwaartekracht. Wanneer mensen niet leven in de omstandigheden van de zwaartekracht van de gewone aarde, beginnen hun organismen te lijden. Na een paar weken of maanden worden botten broos, worden spieren zwak en zijn de gevolgen op lange termijn over het algemeen fataal.
Mensen kunnen deze effecten bestrijden door middel van een verscheidenheid aan lichaamsbeweging en voeding, maar na een paar jaar of decennia in de ruimte zal het menselijk lichaam onomkeerbaar worden beschadigd. Zelfs tijdens relatief korte vluchten verslechtert het gezichtsvermogen vreselijk. Dit is overigens precies het probleem dat NASA wil oplossen voordat mensen naar Mars worden gestuurd.
In plaats van in zwaartekracht te leven, kun je kunstmatige zwaartekracht creëren door een ruimtevoorwerp te roteren. Helaas vereist dit een enorme hoeveelheid energie en brandstof, en de spin zelf zal onvermijdelijk misselijkheid veroorzaken - op korte termijn. Wat er op de lange termijn gaat gebeuren is nog niet bekend, is niet onderzocht.
Voedsel, lucht en water
Mensen die voor langere tijd op een schip wonen, hebben een levensondersteunend systeem nodig. Ze zullen moeten eten, drinken, ademen, plassen, poepen, wassen en slapen. Veel hiervan kan met de huidige technologie al in de ruimte worden gedaan. Maar op lange reizen zal de hoeveelheid water en voedsel te veel worden om mee te nemen.
De slimste oplossing zou zijn om een zelfvoorzienend ecosysteem aan boord van het schip te nemen. Planten produceren lucht, worden met succes gegeten en consumeren menselijk afval. Elk ecosysteem is inefficiënt genoeg, maar het kan de levensduur verlengen voordat het op de bestemming aankomt.
De uitrusting van het schip zou ernstig worden beschadigd door de gassen die zouden circuleren, maar dit zou kunnen worden opgelost door slimme materialen te maken. Algen worden nauwkeurig bestudeerd omdat ze een enorm potentieel hebben voor het in stand houden van ecosystemen. Maar ze hebben ook problemen - als je algen in grote hoeveelheden eet, kun je jezelf ernstig vergiftigen. En nogmaals: genetische modificatie kan dit probleem ook oplossen.
Het enige dat overblijft, is het oplossen van de voorgaande negen problemen.