Yıldızlararası seyahat: evrenin boşluğunda
Bir bakıma insanlığın yıldızlararası uzaya yolculuğu çoktan başlamıştır. NASA'nın Voyager 1'i, güneş sisteminin manyetik kabarcık bölgesinden geçti ve yıldızlararası rüzgara maruz kaldı. Voyager 2 de yakınlarda. Yeni Ufuk, Plüton'un bir fotoğrafını çekti ve güneş sisteminin kenarındaki daha uzaktaki asteroit kümelerine uçmaya devam etti.
Dünyadaki evimize daha yakın bir yerde, daha uzun mesafeler kat etmemize yardımcı olabilecek teknolojileri araştırıyoruz. Mars'a veya derin uzaya yapılacak gezilerde astronotların Uluslararası Uzay İstasyonunda yetişen uzun yapraklı marul yediği sahneler olabilir.
Şimdiye kadar, insanları başka yıldızlara gönderme fikri hala bilim kurgu kapsamında yer alıyor - tıpkı yeni film "Uzay Gezgini" nde olduğu gibi, filmde kış uykusuna yatan gezginler uçuş sırasında uyanıyor. Ancak NASA, güneş sistemi dışında herhangi bir yeni görev açıklamadı Bilim adamları ve mühendisler, bir gün bizi güneş sisteminden çıkaracak teknolojileri incelemek için çok çalışıyorlar.
NASA'nın Mars misyonu, sağlam bir temel oluşturmaya yardımcı olacak robotik görevler aracılığıyla insanları Kızıl Gezegene göndermeyi hedefliyor.
NASA'nın Washington'daki Uzay Teknolojisi Görevleri Müdürlüğü'nün baş mühendisi Jeffrey Sheehy, "İtme, enerji, yaşam desteği, üretim, iletişim, navigasyon, robotik: Mars'a yolculuk bizi bu alanlarda atılımlar yapmaya zorluyor" dedi. Bu sistemler yıldızlararası bir görevi tamamlayacak kadar gelişmiş değil. Ancak Mars bizi uzaya daha da götürebilir. Bu, yıldızlara doğru bir adımdır. "
Curiosity Mars gezgini, Murray Buttes'de bir selfie çekiyor. NASA'nın Mars'taki görevi, temeli atmaya yardımcı olacak robotik görevler aracılığıyla insanları Kızıl Gezegene göndermektir.
Krediler: NASA / JPL-Caltech / MSSS
Bilinmeyen çizim
"Uzay Gezgini" filmindeki gibi kendimizi en yakın yıldıza (Proxima Centauri) atmak, neredeyse hayal edilemeyecek bir mesafeye gitmeyi gerektirir. Askıya alınmış animasyon veya çok kuşaklı yaşam desteği gibi gerçek yabancı teknolojiye ihtiyacımız var. Bu, insanları en azından kısa vadede ulaşılamayacak şekilde seyahat ettirir.
Ancak robotik yıldızlararası kâşiflerin olasılığı giderek daha fazla dikkat çekti. Yıldızlararası kaşiflerin öncüleri, radyasyon, enerji ve parçacıklarla dolu gezegenler arasındaki boşluğun - sözde yıldızlararası ortam - son derece değerli bir bilimsel araştırma hedefi olduğunu söylediler.
NASA'nın Pasadena, California'daki Jet Propulsion Araştırma Laboratuvarı "Daha fazla kâşife ihtiyacımız var ve bu alana daha fazla bölgesel kaşif koymamız gerekiyor, böylece güneş ile yıldızlararası ortam arasındaki durumu daha iyi anlayabiliriz" ( Jet Propulsion Laboratuvarı'nda bir mühendislik araştırmacısı olan Leon Alkalai, aynı zamanda yıldızlararası uzay araştırmaları üzerine 2015 tarihli bir raporun işbirlikçisi olduğunu söyledi. "Eski zamanlardaki denizciler gibi, harita çizmeye başlamamız gerekiyor."
Alkalai'nin "Yıldızlararası Ortamın Keşfi için Bilim ve Etkinleştiren Teknolojiler" adlı raporu (Yıldızlararası Ortamın Keşfi için Bilim ve Etkinleştirme Teknolojileri), Kuiper'in her yerindeki karanlık, uzak ve asteroitlerden bilinen ve bilinmeyen geniş alanları tasvir ediyor Plazma balonunu güneşten ve yıldızlararası rüzgardan ayıran dalga benzeri geçişi "yay şokuna" götürün. Rapor, Keck Uzay Enstitüsü'nde 30'dan fazla uzmanın yürüttüğü iki tartışma ve araştırmanın sonuçlarına dayanarak, bu geniş evrenin yapısı, bileşimi ve enerji akışı hakkında pratik soruları gündeme getiriyor. Aynı zamanda, mevcut teknik koşullar altında uygulanabilir bir yıldızlararası araştırmanın en somut resmini tasvir ediyor.
Yıldızlararası ortam hakkında bir örnek. Güneş yerçekimi merceği, kavramsal bir uzay aracının yıldızlararası uzaydaki konumunu işaret eder. Güneşi, diğer yıldızların yörüngesindeki gezegenleri yakınlaştırmak ve gözlemlemek için dev bir mercek olarak kullanabilir.
Kredi: Charles Carter / Keck Uzay Çalışmaları Enstitüsü
Rapor aynı zamanda Tasarım Referans Misyonuna da odaklandı.Bilim adamları, kavramsal bir başlangıç noktası olarak yıldızlararası sondanın teknik göstergelerini incelemeye ve taramaya başladı. Nihai konsept araştırmasının "cesur, zorlu ve halkın coşkusunu uyandırabilecek nitelikte" olması gerekir ve raporda açıklandığı gibi "başka bir yıldızı keşfetmek için mantıklı bir ilk adım" olarak kullanılabilir. Bu, NASA bilim adamlarının yıldızlararası sondalar kavramını incelemeye başladıkları 1970'lere dayanan en son başarıdır.
Bu kavramsal senaryoda, mermi şeklindeki kabuğun altındaki disk şeklindeki sonda, 2020'lerin ikinci yarısında fırlatılan NASA'nın yeni nesil büyük roketi olan Uzay Fırlatma Sistemi (SLS) olarak görev yapıyor. Dünyanın, Jüpiter ve güneşin yerçekimi kuvveti yardımıyla, uzay aracı 10 yıl içinde yıldızlararası uzaya ulaşabilir. Buna karşılık, Voyager 1'in yıldızlararası uzayın sınırı olarak da bilinen heliopoza ulaşması 36 yıl sürdü.
Prob, yeni nesil radyoizotop termoelektrik jeneratörleri (radyoizotop termoelektrik jeneratörler) tarafından çalıştırılıyor ve roketlerle çalıştırılıyor.Curiosity Mars probuna aynı tip jeneratörün geliştirilmiş bir versiyonu monte edildi. Dedektör, farklı tipte sensörler ve bir iletişim anteni ile donatılacaktır. Yıldızlararası ortamı ve bunların güneş sistemi ile olan sınırlarını inceleyebilir ve belki de Plüton dışındaki güneş sisteminde bilinmeyen bir uzay yörüngesinde bir Kuiper kuşağı yıldızından geçebilir.
Gelecekteki araştırmalar aynı zamanda sondanın elektrik, güneş yelken veya elektrikli yelken tahrikini kullanma olasılığına odaklanacaktır.
İlk insanlı ay görevi olan Apollo 8, 24 Aralık 1968 Noel Arifesinde Ay yörüngesine girdi. O gece astronotlar, ay yörüngesinde canlı yayınla uçaktan alınan dünya ve ay görüntülerini gösterdiler. Güneşin yerçekimi merceği gibi gelecekte gerçekleştirilebilecek teknolojiler, tıpkı resimdeki yeryüzü gibi kıtalar ve okyanuslar gibi diğer dünyaların ayrıntılarını görmemizi sağlayacak.
Kredi: NASA
Güneş yerçekimi: başka bir dünyaya açılan bir pencere
Raporda ayrıntıları verilen bir konsept uçak, güneş sisteminden de uçabilir, ancak uçuş varış noktası bununla sınırlıdır. Misyonun odak noktası, kelimenin tam anlamıyla odak noktası, yabancı dünyadır.
Bu konsept uçak, yıldızlararası uzaya yakın kalacak ve diğer yıldızların yörüngesindeki gezegenleri yakınlaştırmak ve gözlemlemek için güneşi büyük bir mercek olarak kullanacak. Bu uzay teleskopu, Plüton'un çok ötesinde, güneş ile dünya arasındaki mesafenin yaklaşık 550 katı veya daha fazla bir konuma uçacak. Einstein'ın tarif ettiği bir etkiyi kullanacak: yerçekimi ışığı bükecek.
Uzaktaki yıldızın ve gezegenlerinin yaydığı ışık, bir taşın üzerinden akan su gibi güneşin kenarında bükülecek ve diğer taraftaki bir odak noktasında buluşacak - büyütülecekleri. Teleskobun konumu, bu görüntüleri yakalamak için tam doğru.
Bu görüntüler güneşin etrafında Einstein halkası adı verilen bir halka oluşturacak.Teknik zorluk çok şiddetli olacak: büyütülmüş ve bozuk görüntülerin işlenmesi ve parçalanmış görüntülerin birleştirilmesi gerekiyor. Ancak başarılı olduktan sonra bu mercek, diğer yıldızları çevreleyen bir dış gezegenin yüzey detaylarını ortaya çıkarmak için yeterli olacaktır.
1968'de Apollo 8 astronotlarının gönderdiği ikonik görüntüyü hatırlayan Alkalai, "Neredeyse aydan yükselen dünyayı görmek gibi," dedi. "Bulutları, kıtaları ve okyanusları görebilirsiniz. Bir tür ölçekte bir resim. Dünyadan, her bir dış gezegenin görüntüsü yalnızca bir pikseldir, bu nedenle dış gezegene bir kamışla bakarsınız. Dış gezegende kıtaları görmek istiyorsanız, güneşin yerçekimine ihtiyacınız vardır Lens gibi şeyler. "
Başka bir yıldıza geçmeye hazır olduğumuzda, itme konusu merkezi hale gelir. Çok sayıda yakıt tankı taşımak, gezegenler arası sondanın ağırlığını dayanılmaz bir aralığa çıkaracaktır.
Ancak Sheehy, ışık hızının onda birinin bile yıldızlararası sondaların 50 yıl içinde en yakın yıldıza ulaşmasına izin vereceğini söyledi.
Modern roketlerde olduğu gibi, "Kimyasal tepkimelerle asla bu hıza ulaşamayız" dedi.
Sheehy, "ışınlanmış enerji" de dahil olmak üzere bir yanıtın göz önünde olabileceğini söyledi. Dünya yüzeyinde veya yörüngesinde bulunan bir lazer dizisi, lazer yelkenleri ile donatılmış uzay sondalarını ışık hızının çok küçük bir kısmına kadar hızlandırabilir. NASA'nın Yenilikçi Gelişmiş Kavramlar Programı (NIAC), kısa süre önce, Santa Barbara'daki California Üniversitesi'nden Philip Lubin liderliğindeki benzer bir projeyi seçti ve gelecekteki araştırmaları için ikinci bir miktar fon yatırdı.
NIAC ayrıca yakın zamanda "Uzay Gezgini" hayranlarına gönül rahatlığı sağlayabilecek bir konsept proje için fon sağladı. "Mars'a İnsan Stazı için Gelişmiş Torpor İndükleyen Transfer Habitatları" (Advanced Torpor Inducing Transfer Habitats for Human Stasis for Mars) adlı bu araştırmanın sonucu, John Bradford, Space Works Inc., Atlanta tarafından önerildi. Dünya'dan Mars'a yolculuk sırasında astronotların metabolik hızının derin uyku durumuna nasıl indirileceğini araştırdı. Gerçek bir askıya alınmış animasyon olmamasına veya yıldızlararası yolculuk için tasarlanmamasına rağmen, böyle bir proje kırılgan insan bedenlerini yıldızlararası uzaya göndermenin son derece zor teknik zorluklarını göstermektedir.
Uluslararası Uzay İstasyonu'nun Veggie bitki büyüme sisteminde çiçek açan ilk zinya. Uzayda yiyecek yetiştirmek, yıldızlararası yolculuğa başlamadan önce insanların yüzleşmesi gereken bir zorluktur.
Kredi: NASA
Pizza yazdır
İnsan ırkı on yıllar hatta yüzyıllar boyunca bu tür bir yolculuğu denemek istiyorsa, yaşam işlevlerini askıya alma ve geri yükleme becerisine veya birkaç nesil boyunca insan yaşamını sürdürebilen bir uçağa ihtiyaç duyabilir.
Sheehy, "Fırlatma kapsülündeki insanlar, sonunda Alpha Centauri'ye ulaşacak insanlar değil," dedi ve "Çocukları olabilir. Ama bu 80 yıl içinde yemek yemek zorundalar."
Sheehy, uzayda tohumlardan bitki yetiştirmenin "geniş alan emlakçılarının gücünü gerektirmesine rağmen. Bütün bir domates bitkisi çok büyük ve marul boyutu fena değil" olmasına rağmen, uzayda gıda yetiştirme üzerine yapılan araştırmanın yardımcı olabileceğini söyledi.
Bir başka olası çözüm de bir 3B yazıcıdır. "3B nesneleri katman katman yazdırabilir. Neden böyle molekülleri basamıyorsunuz? Neden yiyecek basamıyorsunuz? Pizza basabiliyor musunuz?"
Alkalai ayrıca insanlığın yıldızlararası yolculuğunun son derece uzak bir dilek olacağına inanıyor.
"İnsanları yıldızlararası uzaya gönderme kavramı bizden çok uzakta. Bu, insanların bir gezegen büyüklüğünde olması için ihtiyaç duydukları kaynaklara eşdeğer," dedi. "Biraz bilimsel temele sahip sevdiğim tek bilim kurgu hikayesi bir Star Trek inşa etmek değil İşletme numarası, ancak gerçekten bir asteroidi ele geçirdi.
"İkili asteroitlere sahip olabilen bir nesil düşünün. Birini yıldızlararası uzaya fırlatmak için kullanabilirler. O zaman asteroid, demir, karbon ve diğer malzemeler için gerekli kaynaklara sahip olursunuz. . Hayatta kalmanın ve enerji kazanmanın bir yolu olarak madencilik yapabilirler. Nesiller için tasarlanmış bir senaryo hayal etmelisiniz. "
Ancak Sheehy, robot kaşifleri gezegenlere göndermenin göz korkutucu görevinin bile ilham verici olduğunu ve sinir bozucu olmaması gerektiğini söyledi.
"İnsan olarak, nerede olursak olalım, sadece bir dağın mesafesini aşmış olsak bile her zaman bir şeyler öğrenebiliriz. Bu yolculukta çoğu kez kendimizi daha iyi anlayabiliriz. Her zaman bazı sürprizler bulacağız. "( Editör: Tony Greicius Çeviri: Maizi Kontrol: Corning )
