Top 10 problemer med interstellar rejse

Stjernerne over os er en skønhed, som mænd har formet hele mytologier rundt. De er virkelig et syn at se, og nu hvor vi har udvidet vores rækkevidde til månen, er den naturlige fremgang, at vi måske vil rejse til stjernerne. Sådan rejse er en grundlæggende del af utallige science fiction historier og film, og mange kan komme væk med indtryk af, at interstellar rejse er en nem opgave, måske lige rundt om hjørnet for menneskets vidd. Desværre er der et par alvorlige problemer, der skal løses først.

10

Hurtigere end lys

Mange historier indeholder mange forklaringer på, hvordan hurtigere end lysrejser er mulige. Virkeligheden er, at fysik forhindrer dette. Der er ingen snyd. Selv nærtliggende rejser kører i alle mulige interessante relativistiske problemer, der involverer masse og energi. Vores eneste mulighed er at bruge ormhulleportaler. Et sådant ormhul skulle være nøje styret, hvilket er uden for vores nuværende evner, og vi skulle på en eller anden måde være nødt til at skabe et twinwormhole langt væk på vores ønskede destination, hvilket måske kræver en anden i den anden ende. Det er ikke muligt for den første interstellære flyvning at få en anden til at være der på forhånd. Værre, de fysiske virkninger af at rejse gennem et permanent eller semipermanent maskhul ville forkæle og ødelægge ethvert spørgsmål. Du ville nå frem til din destination som et plasma.

9

teleportation

Klassisk teleportation involverer en person, der aktiverer en enhed og forsvinder kun for at komme igen samtidigt på deres destination. Dette er ikke helt ligefrem, som det først vises. Den teleporterede persons atomer demonteres i teleportmaskinen, overføres fysisk til deres destination og genmonteres. Genmontering alene kræver, at en maskine allerede er på stedet, da der er fysiske love, som ikke tillader os at manipulere materiale på et sådant fint niveau over de store afstande mellem stjerner. Så teleportation kunne kun være steder, der allerede var blevet besøgt. Genmontering er for tiden over os, men det kan være muligt. Atomerne ville stadig nødt til at rejse til en anden stjerne, som måske er hurtigere end at rejse som en krop, men vil alligevel tage flere år. Den nærmeste stjerne til solen er fire lette år væk, så noget sendt ville tage længere tid end fire år at komme derhen. Alternativt kan genmonteringsmaskinen have en butik af atomer, hvorfra man kan samle personen, men det er i det væsentlige at skabe en kopi og ødelægge originalen. Mange mennesker ville ikke være trygge med dette.

8

Generationsskibe

Hvis hurtigere end let rejse er umulig eller upraktisk, kan vi se imod generationsskibe. Selv om vores nærmeste stjerne tager lys kun fire år at nå, ville tunge genstande tage meget længere tid. De fleste stjerner ville tage hundreder af år at nå i det mindste. Generationsskibe er designet til, at en befolkning kan leve i generationer indtil destinationen er nået af efterkommerne mange år senere. Der er flere problemer med et generationskib. Efterkommerne kan glemme det oprindelige formål med missionen, da det falder i legenden gennem årene. Et klogt designet computersystem kan muligvis uddanne folk født på skibet for at undgå dette, men det bliver stadig sværere at forudsige, hvad der kan opstå som generationerne overgår. Hvis der er et problem med skibet, vil en befolkning, der er gået ned i savageri gennem århundrederne, være hjælpeløs.

7

Æggeskibe

For at fjerne så meget usikkerhed som muligt i generationsskibe, kunne ægskibe anvendes. Disse ville bære frosne befrugtede humane æg, som ville blive plejet af omhyggeligt udformede maskiner, der fungerede som livmoder, forældre og lærere. Ægene vil blive dyrket til mennesker, når den fjerne stjerne eller planet er nået, og computere vil lære dem alt, hvad de behøver at vide om deres mission, hvordan man overlever og hvad de skal gøre. Design af omsorgsgivende maskiner, der ikke følelsesmæssigt stunt de nye mennesker, ligger langt ud over os i øjeblikket, men måske ikke umuligt i fremtiden. Imidlertid hjælper et ægskib ikke som det generationsskib, den person, der ønsker at rejse til stjernerne selv. At vente på kunstigt hævede mennesker til at leve drømmen om at nå stjernerne længe efter at du er døde, er uacceptabel for mange mennesker.

6

Holdbarhed

Et alternativ til et generations skib er at genetisk forbedre folk til at leve i hundreder eller tusinder af år, så de kunne gøre rejsen i deres levetid, forudsat at de nuværende problemer med at leve i rummet blev løst. Lang levetid og udødelighed er begge emner for meget videnskabelig forskning, men deres største hindring er telomerer. Telomerer er sektioner på enderne af dit DNA, der skæres lidt kortere, hver gang dine celler opdeles. Til sidst spises telomeres længder væk, og dine celler begynder at skade deres eget livsvigtige DNA, som de deler. Det betyder, at vores eget DNA begrænser antallet af celledele, vi kan lave. Celler opdeles for at erstatte gamle eller beskadigede celler, f.eks. Når du børster din hud på noget eller den konstante udskiftning af dine mavefoderceller på grund af den høje surhedsgrad i maven. Svaret synes at være at holde telomerer langt, men generelt er de eneste voksne celler, der kan gøre dette, kræftfremkaldende.

5

stasis

Når lang levetid og brug af en anden generation ikke er mulig, bruger mange film og historier mennesker, der holdes i suspenderet animation for at forklare lange rejser. Folk ville ikke være i stand til at alder i en sådan stat eller ville blive meget langsomt, og det ville være meget som dvaletilstand. Desværre præsenterer telomerer igen et problem. Vores kroppe indeholder altid et lille antal radioaktive elementer. Disse udsender små mængder stråling, som er harmløse, fordi vores celler hele tiden erstatter beskadigede.Hvis en person ikke alder i stasis, kan deres telomerer ikke forkortes, og deres celler kan derfor ikke deles. Det følger heraf, at ethvert radioaktivt element vil forårsage permanent skade på kroppen, og hvis det gives tilstrækkelig tid, kan det resultere i døden. Selv langsom aldring vil ikke holde op med radioaktive skader over lange perioder. Vi har brug for vores celler til at opdele i normal tempo.

4

Propulsion

Selv om de menneskelige problemer med at rejse til andre stjerner blev løst, er der fortsat spørgsmålet om fremdrift. Et traditionelt system indebærer brænding af brændstof eller reaktionsmasse, men for at nå en anden stjerne, ville der være behov for uforholdsmæssigt store mængder. En løsning er at afhente brændstof undervejs. I rummet mellem stjerner er der ikke bekvem asteroider og planeter at lande på og min til brændstof. Heldigvis er rummet ikke ret vakuum, og der findes små atomer spredt langt fra hinanden, mest hydrogen. At gå i hurtig hastighed kunne disse atomer samles og bruges ved brændstof i en effektiv reaktion som fusion (formodes at vi opnår fusion en dag). For at indsamle dem er der brug for en enorm scoop, og konservative beregninger sætter det mindst 2000 kvadratkilometer i området, hvilket ville ødelægge skibet med dets træk og begrænse hastigheden til at være langsommere end rumfærgen. Dette system er også beregnet til at være forfærdeligt ineffektivt og ikke levedygtigt i betragtning af at vores sol er placeret i en sparsom område, hvilket giver en dårlig brændstofkilde.

3

Skade

Vores nærmeste stjerner er Alpha Centauri, fire lysår væk. Rejser på standard bilhastighed, 60 km / t, ville det tage 72 millioner år at nå. Selv at overvinde alle ovenstående argumenter er en sådan tidsramme umulig på grund af naturlig slid og forfald, endsige den næsten nul sandsynlighed for at nå frem til alle efter så lang tid. Hastighed er nødvendig, selvom det er begrænset af lysets hastighed. På grund af de små atomer spredt i rummet, vil ethvert skib, der kører i fart, blive påvirket af dem med en sådan kraft, at de ville rive igennem selv det stærkeste stål. Små pinholes går gennem et skib er næppe en god ting. To muligheder forbliver: Mennesker eller maskiner plaster konstant skaden, hvilket ville kræve upraktisk store mængder reparationsmateriale, der skal bringes, eller skibet er fremstillet af elastisk materiale, som selvhelbreder. Den gode nyhed er, at NASA har undersøgt sådanne materialer. Den dårlige nyhed er, at de ikke tror dem er gennemførlige.

2

Tyngdekraft

Strukturen af ​​vores kroppe afhænger faktisk af tyngdekraften. Når mennesker ikke lever i normal Jordens tyngdekraft, begynder vores kroppe at lide. Efter et par uger eller måneder bliver vores knogler skøre og vores muskler træthed, med meget mere ubehagelige langsigtede virkninger. Disse kan bekæmpes noget med forskellige øvelser og kostvaner, men efter år eller årtier i rummet bliver menneskekroppen permanent beskadiget. Selv for relativt korte flyvninger forværres øjet så dårligt, at NASA anser det for en stor grænse, der skal overvinnes, før man udfører bemandede missioner til Mars. I stedet for at leve i vægtløshed kan acceleration fra tyngdekraften induceres ved hurtigt at rotere rumskibet. Desværre kræver dette enorme mængder energi og brændstof og forårsager kvalme på kort sigt. De langsigtede virkninger er ikke undersøgt, men betragtes som dårlige.

1

Mad, luft og vand

Alle mennesker, der lever på et skib i længere tid, har brug for livsstøtte. De skal spise, drikke, ånde, urinere, udskille, vaske og sove. Mange af disse er blevet behandlet i rumflyvninger, der allerede er lavet. Men på længere rejser bliver mængden af ​​mad og vand, der bliver nødvendigt, for stor til at tage. Den mest sandsynlige løsning er at gøre skibet til et selvstændigt økosystem. Planter kunne producere luft, blive spist og forbruge menneskeligt affald. Ethvert økosystem er lidt ineffektivt, men det kan stadig muligvis opretholde sig længe nok til at nå destinationen. Skibets udstyr vil gradvist falde fra de forskellige gasser, der genanvendes, men smart vedligeholdelse eller nye materialer kan omgå dette. Det mest effektive system ville indebære en enkelt plante. Alger er blevet forsket meget efter deres potentiale, idet spirspiralingae ses mest. Det ville tage sig af luft, affald og mad. Det er ikke en fuldstændig næringsstof i sig selv og bliver giftig, hvis den er forurenet eller når den spises i store mængder, men genteknologi kan ændre det i fremtiden.