Yıldızlararası yolculuk gerçek mi?
Yıldızlararası yolculuk gerçek mi?

Video: Yıldızlararası yolculuk gerçek mi?

Video: Yıldızlararası yolculuk gerçek mi?
Video: Nikola Tesla'nın Hayatı ve Buluşları | Tesla Belgeseli 2024, Mart
Anonim

Makalenin yazarı, insanlara bir insan yaşamı boyunca Evrendeki herhangi bir yere ulaşma fırsatı veren dört umut verici teknolojiyi ayrıntılı olarak anlatıyor. Karşılaştırma için: modern teknolojiyi kullanarak başka bir yıldız sistemine giden yol yaklaşık 100 bin yıl sürecek.

İnsanoğlu gece gökyüzüne ilk baktığından beri, başka dünyaları ziyaret etmeyi ve Evreni görmeyi hayal ettik. Kimyasal yakıtlı roketlerimiz güneş sistemindeki birçok gezegene, uyduya ve diğer cisme ulaşmış olsa da, Dünya'dan en uzak uzay aracı Voyager 1 sadece 22,3 milyar kilometre yol kat etti. Bu, bilinen en yakın yıldız sistemine olan uzaklığın yalnızca %0.056'sı kadardır. Modern teknolojiyi kullanarak başka bir yıldız sistemine giden yol yaklaşık 100 bin yıl sürecek.

Ancak, her zaman yaptığımız gibi davranmaya gerek yok. Doğru teknoloji kullanılırsa, büyük bir yük kütlesine sahip araçları, gemide insanlarla bile, evrendeki benzeri görülmemiş mesafelere gönderme verimliliği büyük ölçüde artırılabilir. Daha spesifik olarak, bizi yıldızlara çok daha kısa sürede ulaştırabilecek dört umut verici teknoloji var. İşte buradalar.

bir). Nükleer teknoloji. İnsanlık tarihinde şimdiye kadar uzaya fırlatılan tüm uzay araçlarının ortak bir yanı vardır: kimyasal yakıtlı bir motor. Evet, roket yakıtı, maksimum itme gücü sağlamak üzere tasarlanmış özel bir kimyasal karışımıdır. Burada "kimyasallar" ifadesi önemlidir. Motora enerji veren reaksiyonlar, atomlar arasındaki bağların yeniden dağılımına dayanır.

Bu temelde eylemlerimizi sınırlar! Bir atomun kütlesinin ezici çoğunluğu çekirdeğine düşer -% 99, 95. Bir kimyasal reaksiyon başladığında, atomların etrafında dönen elektronlar yeniden dağıtılır ve Einstein'ın ünlü denklemine göre reaksiyona katılan atomların toplam kütlesinin yaklaşık %0,0001'ini enerji olarak bırakır: E = mc2. Bu, reaksiyon sırasında rokete yüklenen her kilogram yakıt için yaklaşık 1 miligrama eşdeğer enerji aldığınız anlamına gelir.

Ancak, nükleer yakıtlı roketler kullanılırsa, durum büyük ölçüde farklı olacaktır. Elektronların konfigürasyonundaki değişikliklere ve atomların birbirine nasıl bağlandığına güvenmek yerine, atom çekirdeklerinin birbirine nasıl bağlandığını etkileyerek nispeten büyük miktarda enerji açığa çıkarabilirsiniz. Bir uranyum atomunu nötronlarla bombardıman ederek parçaladığınızda, herhangi bir kimyasal reaksiyondan çok daha fazla enerji yayar. 1 kilogram uranyum-235, kimyasal yakıttan neredeyse bin kat daha verimli olan 911 miligram kütleye eşdeğer miktarda enerji açığa çıkarabilir.

Nükleer füzyonda ustalaşırsak, motorları daha da verimli hale getirebiliriz. Örneğin, hidrojeni helyuma sentezlemenin mümkün olacağı bir atalet kontrollü termonükleer füzyon sistemi, Güneş'te böyle bir zincirleme reaksiyon meydana gelir. 1 kilogram hidrojen yakıtının helyuma dönüştürülmesi, 7.5 kilogram kütleyi kimyasal yakıttan neredeyse 10 bin kat daha verimli olan saf enerjiye dönüştürecek.

Buradaki fikir, bir roket için aynı ivmeyi çok daha uzun bir süre elde etmektir: şimdikinden yüzlerce hatta binlerce kat daha uzun, bu da onların şimdi geleneksel roketlerden yüzlerce veya binlerce kat daha hızlı gelişmelerine izin verecek. Böyle bir yöntem, yıldızlararası uçuş süresini yüzlerce hatta onlarca yıla indirebilir. Bu, bilim gelişiminin hızına ve yönüne bağlı olarak 2100 yılına kadar kullanabileceğimiz umut verici bir teknolojidir.

2). Bir kozmik lazer ışını. Bu fikir, birkaç yıl önce öne çıkan Breakthrough Starshot projesinin kalbinde yer alıyor. Yıllar geçtikçe, konsept çekiciliğini kaybetmedi. Konvansiyonel bir roket, yakıtı beraberinde taşır ve hızlanmaya harcarken, bu teknolojinin ana fikri, uzay aracına gerekli itici gücü verecek güçlü bir lazer ışınıdır. Başka bir deyişle, ivme kaynağı geminin kendisinden ayrılacaktır.

Bu kavram birçok yönden hem heyecan verici hem de devrim niteliğindedir. Lazer teknolojileri başarılı bir şekilde gelişiyor ve yalnızca daha güçlü olmakla kalmıyor, aynı zamanda yüksek düzeyde paralel hale geliyor. Dolayısıyla, yeterince yüksek oranda lazer ışığı yansıtan yelken benzeri bir malzeme yaratırsak, uzay gemisinin muazzam hızlar geliştirmesini sağlamak için bir lazer atışı kullanabiliriz. ~ 1 gram ağırlığındaki "yıldız gemisi"nin, ışık hızının ~ %20'si kadar bir hıza ulaşması bekleniyor, bu da sadece 22 yıl içinde en yakın yıldız olan Proxima Centauri'ye uçmasını sağlayacak.

Tabii ki, bunun için çok büyük bir lazer ışını (yaklaşık 100 km2) oluşturmamız gerekecek ve bunun uzayda yapılması gerekiyor, ancak bu teknoloji veya bilimden daha fazla maliyet sorunudur. Ancak böyle bir projeyi hayata geçirebilmek için üstesinden gelinmesi gereken bir takım zorluklar var. Onların arasında:

  • desteklenmeyen bir yelken dönecektir, bir tür (henüz geliştirilmemiş) dengeleyici mekanizma gereklidir;
  • gemide yakıt olmadığı için varış noktasına ulaşıldığında fren yapamama;
  • İnsanları taşımak için cihazı ölçeklendirdiği ortaya çıksa bile, bir kişi büyük bir ivme ile hayatta kalamaz - kısa sürede hızda önemli bir fark.

Belki bir gün teknolojiler bizi yıldızlara götürebilecek, ancak bir insanın ışık hızının ~%20'sine eşit bir hıza ulaşması için hala başarılı bir yöntem yok.

3). Antimadde yakıtı. Hâlâ yanımızda yakıt taşımak istiyorsak, bunu mümkün olan en verimli hale getirebiliriz: bu, parçacıkların ve karşı parçacıkların yok edilmesine dayalı olacaktır. Gemideki kütlenin yalnızca bir bölümünün enerjiye dönüştürüldüğü kimyasal veya nükleer yakıttan farklı olarak, parçacık-antiparçacık imhası, hem parçacıkların hem de karşı parçacıkların kütlesinin %100'ünü kullanır. Tüm yakıtı darbe enerjisine dönüştürme yeteneği, yakıt verimliliğinin en üst düzeyidir.

Bu yöntemin pratikte uygulanmasında üç ana yönde zorluklar ortaya çıkmaktadır. özellikle:

  • kararlı nötr antimaddenin yaratılması;
  • onu sıradan maddeden izole etme ve tam olarak kontrol etme yeteneği;
  • yıldızlararası uçuş için yeterince büyük miktarlarda antimadde üretir.

Neyse ki, ilk iki konu üzerinde zaten çalışılıyor.

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nın bulunduğu Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü'nde (CERN) "antimadde fabrikası" olarak bilinen devasa bir kompleks bulunuyor. Orada, altı bağımsız bilim insanı ekibi, antimaddenin özelliklerini araştırıyor. Antiprotonları alırlar ve onları yavaşlatarak pozitronu kendilerine bağlanmaya zorlarlar. Antiatomlar veya nötr antimadde bu şekilde oluşturulur.

Bu antiatomları, maddeden yapılmış bir kabın duvarlarından uzakta, onları yerinde tutan değişen elektrik ve manyetik alanlara sahip bir kapta izole ederler. Şimdiye kadar, 2020'nin ortalarında, birkaç antiatomu bir seferde bir saat boyunca başarıyla izole ettiler ve sabitlediler. Önümüzdeki birkaç yıl içinde bilim adamları, yerçekimi alanındaki antimaddenin hareketini kontrol edebilecekler.

Bu teknoloji yakın gelecekte bizim için mevcut olmayacak, ancak yıldızlararası seyahatin en hızlı yolunun bir antimadde roketi olduğu ortaya çıkabilir.

4). Karanlık madde üzerinde yıldız gemisi. Bu seçenek kesinlikle karanlık maddeden sorumlu herhangi bir parçacığın bir bozon gibi davrandığı ve kendi antiparçacığı olduğu varsayımına dayanır. Teoride, kendi antiparçacığı olan karanlık maddenin, kendisiyle çarpışan diğer herhangi bir karanlık madde parçacığıyla yok olma şansı sıfır değil, küçük. Çarpışma sonucunda açığa çıkan enerjiyi potansiyel olarak kullanabiliriz.

Bunun için olası kanıtlar var. Gözlemler sonucunda, Samanyolu ve diğer galaksilerin, karanlık enerji konsantrasyonunun en yüksek olması gereken merkezlerinden gelen açıklanamayan bir gama radyasyonu fazlalığına sahip oldukları tespit edildi. Bunun için basit bir astrofiziksel açıklama olma olasılığı her zaman vardır, örneğin pulsarlar. Bununla birlikte, bu karanlık maddenin galaksinin merkezinde hala kendisiyle birlikte yok olması ve bu nedenle bize inanılmaz bir fikir vermesi mümkündür - karanlık madde üzerinde bir yıldız gemisi.

Bu yöntemin avantajı, karanlık maddenin galaksinin her yerinde tam anlamıyla var olmasıdır. Bu, yolculukta yanımızda yakıt taşımak zorunda olmadığımız anlamına gelir. Bunun yerine, karanlık enerji reaktörü basitçe şunları yapabilir:

  • yakındaki herhangi bir karanlık maddeyi alın;
  • yok edilmesini hızlandırın veya doğal olarak yok etmesine izin verin;
  • İstenilen herhangi bir yönde ivme kazanmak için alınan enerjiyi yeniden yönlendirin.

Bir insan, istenen sonuçları elde etmek için reaktörün boyutunu ve gücünü kontrol edebilir.

Gemide yakıt taşımaya gerek kalmadan, itme güdümlü uzay yolculuğunun birçok sorunu ortadan kalkacaktır. Bunun yerine, herhangi bir yolculuğun aziz rüyasını gerçekleştirebileceğiz - sınırsız sabit hızlanma. Bu bize en düşünülemez yeteneği verecektir - bir insan yaşamı boyunca Evrendeki herhangi bir yere ulaşma yeteneği.

Kendimizi mevcut roket teknolojileriyle sınırlarsak, Dünya'dan en yakın yıldız sistemine seyahat etmek için en az on binlerce yıla ihtiyacımız olacak. Bununla birlikte, motor teknolojisindeki önemli gelişmeler çok yakın ve seyahat sürelerini bir insan ömrüne indirecek. Nükleer yakıt, kozmik lazer ışınları, antimadde ve hatta karanlık madde kullanımında ustalaşabilirsek, kendi hayalimizi gerçekleştirecek ve warp sürücüleri gibi yıkıcı teknolojileri kullanmadan bir uzay uygarlığı haline geleceğiz.

Bilime dayalı fikirleri uygulanabilir, gerçek dünya yeni nesil motor teknolojilerine dönüştürmenin birçok potansiyel yolu vardır. Henüz icat edilmemiş uzay gemisinin yüzyılın sonunda, Dünya'dan en uzak insan yapımı nesneler olarak New Horizons, Pioneer ve Voyager'ın yerini alması oldukça olasıdır. Bilim zaten hazır. Bize ise mevcut teknolojimizin ötesine bakmak ve bu hayali gerçekleştirmek kalıyor.

Önerilen: