Ľudia dlho snívali o cestovaní na vzdialené planéty; rovnaká otázka bola zahrnutá aj v sci-fi viac ako storočie. V skutočnosti nám v tom bránia mnohé problémy vrátane nedostatku primeraných technológií. To však nebráni vedcom teoretizovať možné spôsoby dobývania vesmíru, čo sa jedného dňa môže stať skutočným.
Iónové motory
Je nepravdepodobné, že by iónové Thrustery boli novými fanúšikmi Star Wars, pretože ich preleteli bojovníci TIE. Je to tiež dobre zavedená technológia, ktorú používa sonda Dawn, ktorá sa začala v septembri 1997, na štúdium trpasličích planét Vesta a Ceres.
Iónové motory pracujú, keď sú atómy xenónov bombardované elektrónmi za vzniku iónov. Na zadnej strane motora sú kovové oká, nabité na 1000 voltov, ktoré vypaľujú ióny ohromnou rýchlosťou. Ťah je pomerne malý, ale pretože priestor je prostredím bez trenia a nulovou gravitáciou, neustále sa zvyšuje. Najvyššia rýchlosť vozidla Dawn je 38 600 km / h.
Iónové motory vyžadujú minimum paliva. Sú desaťkrát účinnejšie ako chemické motory. Energiu získavajú z veľkých solárnych panelov, takže nie je potrebné budovať sklad paliva. Teoreticky tiež poskytuje iónové pohony, nevyčerpateľný zdroj energie.
Súčasný problém s iónovými motormi spočíva v tom, že sú príliš pomalé na prepravu ľudí. Mohli by sa použiť napríklad na prepravu zariadení a zásob do marťanských kolónií.
Propagačné video:
Bussard ramjet
Ako je uvedené vyššie, jednou z najväčších výziev, ktorým čelí vesmírne cestovanie, je množstvo potrebného paliva. Na vyriešenie tohto problému v 60. rokoch sa navrhlo vytvorenie tzv. Bussardovho medzihviezdneho ramena.
Myšlienka je, že kozmická loď zachytáva protóny rozptýlené po celom vesmíre, keď cestuje. Ak sa tieto protóny dajú syntetizovať, kozmická loď v podstate letí nukleárnou raketou.
Je pravda, že s konceptom Ramjet je veľa problémov. Môžete zvýšiť iba určitý počet protónov, a keď sa protóny zachytia, zrodí sa aj významný odpor. Okrem toho existuje malá otázka o vytvorení stabilného fungujúceho zariadenia na jadrovú fúziu.
Pohyb na jadrovom impulze
Myšlienka využitia jadrovej energie na spustenie kozmickej lode siaha až do 50. rokov 20. storočia. Projekt Orion bol iniciatívou NASA, ktorá sa rozhodla postaviť loď veľkosti pekného mrakodrapu, ktorá sa začala výbuchom jadrovej bomby pod ňou. Už sa hádate o problémoch spojených s projektom. Na začiatku by po tomto projekte malo zostať obrovské množstvo žiarenia a samotní astronauti dostanú otravu žiarením.
Keď bomba vybuchne, vytvorí elektromagnetický impulz, ktorý zničí palubnú elektroniku. A to v prípade, že spustenie je stále úspešné a nevedie to k fatálnym stratám. Projekt Orion bol zvažovaný predovšetkým preto, že nás mohol dostať na Mars za tri mesiace. Bežná loď by trvala osemnásť.
Je zrejmé, že projekt Orion je mŕtvy, ale nápad, ktorý za ním stojí, pokračuje. Voyager 1, Voyager 2 a Cassini využívali na svoje lety jadrovú energiu založenú na rozklade plutónia a premieňali ho na elektrickú energiu. Zásoby potrebného plutónia na našej planéte sa bohužiaľ skončili a je pomerne ťažké začať s reprodukciou, pretože je vedľajším produktom tvorby jadrových bômb.
Pohyb na laserových lúčoch
Letecký inžinier Leic Mirabeau prišiel s myšlienkou použitia laserového pohybu v roku 1988 pri práci na projekte protiraketovej obrany Star Wars. Mirabeauov prístroj mal byť kónický. Silný laserový lúč by bol vystrelený z úzkeho kužeľa obsahujúceho parabolický reflektor.
Tým by sa vzduch vo vnútri zahrial na 30 000 stupňov, čo by viedlo k výbuchom, ktoré spôsobujú ťah. Mirabeau veril, že takéto zariadenie sa objaví v nasledujúcich 20 rokoch, ale jeho rovesníci sa na túto myšlienku pozerali skepticky.
Medzihviezdna kozmická loď „Daedalus“
Britská medziplanetárna spoločnosť uskutočnila výskum päť rokov, počnúc rokom 1973, skúmajúc možnosť poslania ľudí na Barnardovu hviezdu, ktorá je vzdialená šesť svetelných rokov. Ich riešením bola medziplanetárna kozmická loď „Daedalus“. Daedalus bol gigantická kozmická loď, tiež veľkosť dobrého mrakodrapu, a určite by sa zhromaždil na obežnej dráhe Zeme.
Rovnako ako projekt Orion musel používať fúzne motory. Palivové pelety by sa vstrekovali vysokou rýchlosťou do reakčnej komory, kde by ich zapálili lúče vysokoenergetických elektrónov. Prvá etapa mala zdvihnúť Zem 46 000 ton paliva, druhá - malá časť lode so 4 000 tonami paliva. Palivom malo byť hélium-3.
Hélium-3 je neuveriteľne zriedkavé na Zemi, ale verí sa, že na Mesiaci je oveľa hojnejší; nachádza sa aj v kozmických oblakoch. Zhromaždenie požadovanej sumy by trvalo 20 rokov. Hélium-3 je tiež veľmi ťažké vznietiť ako palivo, pretože vyžaduje veľa tepla. Ak by však projekt vyhorel, zariadenie by sa zrýchlilo na 12,2% rýchlosti svetla a za 50 rokov by dosiahlo Barnardovu hviezdu.
V roku 2009 sa začal výskum v rámci projektu Icarus, ktorý by mal ukázať, čo medzihviezdneho cestovania sa môže stať po toľkých rokoch vedeckého pokroku.
Jazda na asteroide
Jedným z najväčších problémov vesmírneho cestovania zostáva dopad kozmického žiarenia. Ak sa človek na Mars dostane 1000 dní, dostane také žiarenie, že šance na rozvoj rakoviny stúpnu z 1 na 19 percent.
Kozmická loď je vyrobená z ľahkých materiálov a radiačné štíty sú príliš ťažké. Preto je profesor fyziky na Massachusetts Institute of Technology presvedčený, že najlepší spôsob, ako cestovať na veľké vzdialenosti, je pristáť na asteroide a vytvoriť pod jeho hladinou tunel.
Aby plán fungoval, musí byť asteroid široký 10 metrov a do niekoľkých miliónov kilometrov od Zeme a Marsu. Doteraz je známych päť takýchto asteroidov a všetky z nich prejdú blízko Zeme do roku 2100. Cesta bude jednosmerná, pretože neexistujú žiadne asteroidy, ktoré lietajú tam a späť. Neustále sa však objavujú nové objavy, a preto pravdepodobne nájdeme asteroid, ktorý z Marsu k nám prichádza v pravý čas.
Slnečná plachta
Hoci sú plachty podľa dnešných štandardov sotva moderné, v vesmírnom kontexte dostali dobrú aktualizáciu. Namiesto použitia vetra budú tieto plachty využívať energiu slnka. Slnečné plachty dodajú kozmickej lodi malý ťah, ale keďže v priestore nie je žiadne trenie, tieto plachty budú postupne zvyšovať rýchlosť.
Napríklad slnečná plachta široká 400 metrov môže prejsť viac ako dve miliardy kilometrov ročne. Je to rýchlejšie, ako dokáže prejsť nádoba poháňaná chemikáliami. Bolo by to tiež lacnejšie.
Projekty solárnych plachiet nie sú tiež neobvyklé. Jeden z NASA sa nazýva Sunjammer, pomenovaný po poviedke Arthura Clarka. Plachta Sunjammer môže byť vyrobená z materiálu Kapton a môže byť hrubá päť mikrónov, vážiť menej ako 20 kilogramov a ak je zabalená, môže byť taká veľká ako práčka.
Ďalší variant, vytvorený na počesť Carla Sagana, by sa mal čoskoro dostať na obežnú dráhu. Existuje tiež teória, že slnečná plachta by mohla priviesť kozmickú loď do inej slnečnej sústavy. Taká plachta bude mať veľkosť veľkého mesta a jej aktívnym centrom bude silný laser.
Magnetická plachta
Väčšina protónov a elektrónov emitovaných zo Slnka sa pohybuje od 400 do 600 kilometrov za sekundu. Magnetická plachta by mohla využiť svoju energiu a vytlačiť sa z nich. Slučka z vodivého materiálu môže vytvárať magnetické pole, ktoré je kolmé na slnečný vietor, a to tlačí plavidlo v požadovanom smere.
Problém spočíva v tom, že magnetická plachta musí byť dlhá 100 kilometrov. Technológie, ktoré umožnia vyrobiť plachtu zo supravodivého materiálu tejto veľkosti a udržať požadovanú teplotu, jednoducho nie sú teraz k dispozícii. Magnetické plachty zostávajú teóriou až do vývoja technológie.
Červotočina
Pôvodne z sci-fi, červí diery inšpirovali ľudí od ich počiatku teoretickej tvorby v roku 1921. Hoci je ich existencia povolená, doteraz sa nenašli žiadne priame dôkazy. Červí diery sú v podstate tunely v priestore, cez ktoré môže objekt teoreticky prejsť. Zárodky sú zároveň nestabilné - ak niekto chce prejsť jedným z nich, jeho steny sa môžu zrútiť.
Na bezpečný prechod cez červiu dierku musí prístroj použiť antigravitačnú silu. Fyzici sa domnievajú, že jednoducho nebudeme zhromažďovať dostatok energie. Ak existuje červia diera, cez ktorú môžu ľudia prechádzať, rozhodne to nie je v prírode; mohla by ho však vybudovať dostatočne rozvinutá civilizácia. Preto, kým sa nestretneme alebo nezostavíme, červí diera zostane sci-fi.
Warp Drive
Myšlienka osnovného pohonu popularizovaná spoločnosťou Star Trek vám umožňuje cestovať doslova rýchlejšie ako rýchlosť svetla bez porušenia fyzikálnych zákonov. Vedci však veria v možnosť jeho implementácie. Fyzikár Miguel Alcubierre prvýkrát navrhol myšlienku: vytvoriť kozmickú loď v tvare rugbyovej gule s plochým krúžkom okolo nej. Je pravda, že na to, aby loď mohla lietať, potrebujete guľôčku antihmoty o veľkosti Jupitera.
Aby bola takáto kozmická loď možná, Harold White NASA vykonal zmeny v projekte. Teoreticky by jeho upravená loď vyžadovala oveľa menej antihmoty, rádovo 500 kilogramov. Bude schopný ohýbať časopriestor a dosiahnuť rýchlosť 10-krát rýchlejšie ako rýchlosť svetla. Cesta k najbližšej hviezde bude trvať štyri až päť mesiacov.
Žiaľ, antihmota je veľmi nestabilná. Iba tretina gramu antihmoty môže uvoľniť toľko energie, koľko sa uvoľnilo pri bombardovaní Hirošimy. Antihmota v Bielej projekcii pritiahne 1,5 milióna Hirošimy, čo bude stačiť na zničenie Zeme.