Vai cilvēki kādreiz veidos Starship?

"Vai mēs kādreiz dzīvosim starp zvaigznēm?"

Tas ir Rachel Armstrong lielais jautājums - un viņa ir apņēmusies atbildēt. Apvienotās Karalistes Ņūkāslas universitātes eksperimentālās arhitektūras profesors Armstrong ir domājis par nulles g būvniecību visai karjerai un jo īpaši kopš pievienošanās Icarus Interstellar, starptautiska projekta, kura mērķis ir veicināt un veicināt starpzvaigžņu lidojumu 21. gadsimtā. „Tas ir saistīts ar to, kas pārsniedz mūsu robežas un ir vairāk nekā tas, ko mēs pašlaik esam,” viņa saka. “Starship jautājums patiešām ir par cilvēces dabu. Un tas atšķiras no jautājumu, vai mēs var veidot Starship. ”

Var vai nevar mainīties, bet tas būtu vai nebūtu cilvēces produkts - mūsu pamatojums, mūsu prioritātes. Starship jautājuma konteksts ir iedzīvotāju skaita pieaugums, vides pasliktināšanās, zinātniskie pētījumi un stimuls izpētīt. Salīdzinot ar visu to, aptaujas priekšmeta noteikšana ir vienkārša: Starship, saskaņā ar Armstrongu, ir kuģis, ko var izmantot, lai transportētu bioloģisko dzīvi pasaulēm ārpus mūsu Saules sistēmas. Ir divas galvenās iezīmes, kas atdala zvaigznīti no cita veida kosmosa kuģiem: spēja uzturēt dzīvi uz kuģa ilgu laiku un spēja pārnest šo dzīvi uz citiem pavadoņiem un planētām.

Dzīve kosmosā ir lieta, ko mēs varam darīt. Tas ir ISS piedāvājums. Ko ISS nevar darīt, ir pārvietoties pa galaktiskajiem attālumiem. Dzinējs ir tad, kad runa ir par kuģiem ar kuģiem. Zinātnieki lēš, ka, lai 100 gadu laikā nokļūtu citā zvaigžņu sistēmā, kosmosa kuģim būtu jādodas apmēram 10 procentiem gaismas ātruma. Bez velku diska, lietas ir sarežģītas.

No visām pašreizējām vai ierosinātajām tehnoloģijām Armstrong uzskata, ka saules buras ir reālistiskākās. Saules bura galvenokārt izmanto starojumu, ko emitē no zvaigznēm kā dzinējspēku. Radiācijas spiediens šajā gadījumā varētu virzīties pret lieliem ultra-plāniem spoguļiem, kas piestiprināti kosmosa kuģim, piemēram, buru, virzot to uz priekšu ļoti lielā ātrumā. Tas ir (salīdzinoši) pieejamais dzinējspēka veids. Faktiski tas ir tik lēti, ka tas ir pamats Planetary Society pilsoņu finansētajam LightSail projektam, kas 2015. gada jūnijā veica pārbaudes lidojumu. Nav nepieciešams pārvadāt un uzglabāt jebkāda veida propelentu uz kuģa.

"Mēs to varam sākt būvēt," saka Armstrongs.

Bet ir trūkumi. Ja neparedzēti vietas putekļi un netīrumi nokļūst buras plānajā materiālā, viss var tikt neatgriezeniski bojāts sekundēs. Armstrongs saka, ka robotu zonde, kas skenē šādu kosmosa junku, varētu palīdzēt sniegt zināmu agrīnu brīdinājumu, bet bura joprojām būtu jāizpilda izvairīšanās manevri. Ja uz kuģa nav rezerves piedziņas sistēmu, astronauti būtu pilnīgā radiācijas spiediena un saules vēja žēlastībā, kas ir mazāk prognozējama.

Ir arī citas, radikālākas dzinējspēka tehnoloģijas, kas, visticamāk, būtu lietderīgākas lielākiem zvaigznes kuģu veidiem. Kodolenerģija ir visnozīmīgākā. Mēs jau varam veikt kodola skaldīšanu (kā mēs šeit darbināmies kodolreaktoros), bet kodolsintēze būtu daudz efektīvāks. Daudzu citu veidu konceptuālās tehnoloģijas veido kodolsintēzes tehnoloģiju, piemēram, izmantojot lāzerus un elektronu starus, lai virzītu kuģi uz priekšu. Diemžēl, šķiet, ka mēs neesam tuvāk, lai padarītu saplūšanu par realitāti nekā pirms desmit gadiem.

Otrs lielais šķērslis Starship dizainam ir dzīvojamība. Viena lieta ir nosūtīt cilvēkus kosmosā un vēl viens, lai saglabātu tos dzīvus. Armstrongs apgalvo, ka pēdējo var izdarīt, bet tikai ar augsni.

"Ja mēs izdzīvosim, mums būs nepieciešama augsne," viņa saka. "Tā ir organiskā viela."

Augsne ir nepieciešama augu augšanai, kas nepieciešama, lai ražotu skābekli, augļus un dārzeņus. Dažādu veidu augi varētu nodrošināt arī daudz dažādu organisko materiālu, kas ir noderīgi dažādos apstākļos. Diemžēl šo pētījumu ir grūti īstenot. 1967. gada Starptautiskais kosmosa līgums ierobežo eksperimentus ar mikroorganismiem ekstrēmā vidē. Pieņemot, ka līgums tika pārveidots, zinātniekiem būtu jāizdomā veids, kā izmantot dinamiskus ķīmiskos procesus, lai izveidotu augsti lokalizētas zonas. Tas prasītu “super augsnes”.

„Mēs varam izstrādāt sarežģītus dzīvības barošanas audumus, kas pārsniedz ūdens un gaisa ideju, kas sajaukti noteiktās proporcijās,” saka Armstrongs. "Ja mēs stratēģiski ieviesīsim dažāda veida organismus un varbūt pat tehnoloģiskus audumus, mēs varam konstatēt, ka augsnes var darīt daudz vairāk, nekā tās dabiski dara."

Sintētiskā bioloģija pat var palīdzēt mums bioinženieru augiem, kuriem varētu būt izšķiroša loma zvaigznes kuģu vidē. Šos augus varētu ražot, lai ražotu skābekli lielākos daudzumos, dzīvotu mazāk resursu, filtrētu ūdens sistēmas, lai pārstrādātu dzeramo ūdeni, ražotu augļus un dārzeņus ātrāk utt.

Taču ilgtspējīgs biotops nenozīmē tikai resursu nodrošināšanu, lai palīdzētu augt dzīvībai. Armstrongs ir daudz laika pavadījis, pētot “dzīvās tehnoloģijas”, kurās vielmaiņas materiāli darbojas kā “ķīmiska saskarne vai valoda, ar kuras palīdzību mākslīgās struktūras, piemēram, arhitektūra, var savienoties ar dabiskām sistēmām.” Šiem materiāliem būtībā piemīt vielmaiņas īpašības, kas tām ļauj pārvērsties dažādās valstīs, izmantojot enerģijas procesus. Armstrong ir visvairāk ieinteresēts saprast, kā vielmaiņas materiāli varētu piedalīties ekoloģiskās ainavas veidošanā līdzās tradicionālākiem strukturāliem materiāliem.

Viens piemērs ir „protocell eļļas pilieni”, kas var pārvietoties apkārtējā vidē un pakļauties sarežģītai uzvedībai, kas balstās uz mainīgiem apstākļiem. Tas varētu nozīmēt, ka kļūst arvien vairāk gaismas jutīga; reaģējot uz vibrācijām un vibrācijām; mainot gaisa kompozīcijas, iznīcinot dažāda veida atkritumus; vai pat sevi labo pēc bojājuma. Šī pēdējā spēja var būt īpaši noderīga, veidojot kosmosa kuģu korpusa slāni, kas palīdz mazināt citu neredzētu objektu radītos bojājumus, kas apgrūtina ap kosmosu, piemēram, nelielus akmeņus vai ledus gabalus.

Šie šķēršļi maz ticams, ka mēs izpildīsim Armstrong paša noteikto 2100 zvaigznes termiņu. Pat tad, ja tehnoloģiskie ierobežojumi nebūtu jautājums, ekonomiskie un politiskie spēki neapšaubāmi palēninātu procesu. Tomēr Armstrongs cer, ka ar lielāku interesi atgriezties Mēnesī un iegūt cilvēkus uz Marsu, mēs drīz vien varam izveidot pētniecības staciju, kas veltīta tikai, lai apsvērtu, kā veidot Starship.

„Mēs esam diezgan nopietni, lai izveidotu starpplanētu civilizāciju,” saka Armstrongs.

„Lai gan tas izklausās zinātniskajā fantastikā, domāšana par Starships aicina mūs domāt stratēģiski par to, kā mēs gatavojamies darīt lietas ilgtermiņā, nākamajām paaudzēm. Mēs nezinām, kas notiks tālāk, tomēr mums jāiet uz nezināmu."