Yıldızlararası: Evrenin boşluğundan
Sanatçının güneş sistemi ve yıldızlararası ortam, ardından diğer galaksiler ve son olarak dünyaya en yakın dış gezegenler dahil diğer şeylerle ilgili açıklaması. Resim Kredisi: Charles Carter / Keck Uzay Enstitüsü
Bir anlamda, yıldız uzayında insanlığın büyük sıçraması çoktan başladı. NASAnın Voyager 1 sondası güneşin manyetik balonunu kırdı ve yıldızlararası rüzgara dokundu. Voyager 2 çok geride değil. Plüton'dan yeni ufuklar geçmeye başladı ve yol boyunca daha uzak cüceler dünyasıyla, güneş sisteminin kenarındaki kalıntılarla karşılaşıldı.
Eve daha yakın, daha uzun mesafeler kat etmemize yardımcı olacak teknolojileri araştırıyoruz. Astronotlar, Mars'a veya derin uzaya yapılacak bir ziyafet için Uluslararası Uzay İstasyonunda yetiştirilen marul ziyafeti çekiyor.
Şu anda, insanları başka yıldızlara göndermek hala bilim kurgunun bir parçası. Ancak şu ana kadar NASA, güneş sistemimizin ötesinde yeni görevler önermedi ve bilim adamları ve mühendisler, bir gün oraya ulaşmamıza yardımcı olabilecek olası teknolojileri tasarlıyorlar.
NASA'nın "Mars'a Yolculuk" programı, insanları Kızıl Gezegene göndermek için robotik görevler oluşturmayı hedefliyor ve bu da temelin atılmasına yardımcı olabilir.
NASA'nın Uzay Teknolojisi Misyon Müdürlüğü baş mühendisi Jeffrey Sheehy, "İtme, güç, yaşam desteği, üretim, iletişim, navigasyon, robotik: Mars'a yolculuk bizi bu alanlarda ilerleme kaydetmeye zorlayacak" dedi. DC "Bu sistemler yıldızlararası görevler için yeterince gelişmiş olmayacak. Ancak Mars uzaya doğru ilerliyor. Bu yıldızlara doğru bir adım."
Curiosity Mars gezgini tarafından Murray Butts bölgesinde çekilen bir özçekim. NASA'nın "Mars'a Yolculuk" programı, insanları Kızıl Gezegene göndermek için robotik görevler oluşturmayı hedefliyor ve bu da temelin atılmasına yardımcı olabilir. Görüntü kaynağı: NASA / JPL-Caltech / MSSS
Bilinmeyen grafik çiz
Sadece en yakın yıldız olan Proxima Centauri'ye giden "yolcu" tarzı hırıltıyla, neredeyse inanılmaz bir mesafe katetmek zorunda kalacak. Askıya alınmış animasyon veya çok nesilli yaşam desteği gibi gerçekten benzersiz teknolojilere ihtiyacımız var. Bu, yüz yüze ziyaretleri en azından kısa vadede ulaşılamaz hale getirir.
Ancak robotik yıldızlararası sondaların olasılığı daha açık hale geliyor. Uzay sondalarının öncüleri, yıldızlar arasındaki boşlukta yıkanan radyasyon, enerji ve parçacıkların - sözde yıldızlararası ortam - başlı başına değerli bir bilimsel hedef olduğunu söylüyorlar.
NASA'nın Pasadena, California'daki Jet İtme Deneyi, "Bu alana girmek için daha fazla kaşif ve bu yerel sondalardan daha fazlasına ihtiyacımız var, böylece güneş ve yıldızlararası ortam arasındaki bu arayüz koşullarını daha iyi anlayabiliriz." Laboratuvarda bir mühendislik araştırmacısı olan Leon Alkalai dedi. Yıldızlararası uzayın keşfi üzerine 2015 raporunun ortak yazarı. "Eski denizciler gibi, haritalar oluşturmaya başlamak istiyoruz."
Alkalai'nin "Yıldızlararası ortamı keşfetmek için bilim ve olanak sağlayan teknoloji" adlı raporu, Kuiper Kuşağı'nın karanlık, uzak, cüce dünyasından "yay ve ok etkisi" - güneşi getirmek istiyorum türbülanslı geçişe kadar en bilinmeyen bölgelerin bilgilerini ve bilinmeyenlerini ortaya koyuyor Plazma kabarcıkları yıldızlararası rüzgardan ayrılır. Rapor, Keck Uzay Enstitüsündeki iki seminerde 30'dan fazla uzmanın çalışmalarından yararlandı ve bu evrenin geniş yapısı, bileşimi ve enerji akışı hakkında acil sorular gündeme getirdi. Olası yıldızlararası sondaların en ayrıntılı resimlerinden birini boyamak için günümüz teknolojisini kullanıyor.
Yıldızlararası ortamın açıklamalı diyagramı. Güneşin yerçekimi merceği, yıldızlararası uzayda, uzay aracının güneşimizi devasa bir mercek olarak kullanabileceği ve gezegenlerin büyütülmüş yakın çekimlerinin diğer yıldızların yörüngesine girmesine izin veren bir kavramı işaret ediyor. Kredi; Charles Carter / Keck Uzay Enstitüsü
Raporun bir kısmı, seminer bilim insanlarının yıldızlararası keşif için bazı teknik gereksinimleri düzenlemeye başlamasına olanak tanıyan kavramsal bir başlangıç noktası olan "tasarım referans misyonuna" odaklanıyor. Rapora göre ortaya çıkan algılama kavramı, "cesur, meydan okuyan ve halka aydınlatıcı" ve "başka bir yıldıza ulaşmaya çalışırken mantıklı bir ilk adım" anlamına geliyor. Bu, NASA bilim adamlarının 1970'lere kadar uzanan bir dizi yıldızlararası keşif konseptinin en son sonucudur.
Bu kavramsal senaryoda, mermi şeklindeki bir kabuktaki disk şeklindeki bir sonda, 1920'lerin sonlarında NASA'nın bir sonraki büyük roket uzay fırlatma sisteminde fırlatmak için bir yük olarak kullanılıyor. Dünyanın, Jüpiter ve güneşin yerçekimi altında yıldızlararası uzaya sadece 10 yıl içinde ulaşabilir. Buna karşılık, Voyager 1 yıl 36 yıl içinde güneş enerjisinin veya yıldızlararası uzayın sınırına geldi.
Sonda, artık Mars Curiosity gezgininin geliştirilmiş bir versiyonu olan yeni nesil radyoizotop termoelektrik jeneratörlerinin roketlerine ve elektriğine güvenecek. Bu prob, çeşitli sensörleri ve iletişim antenlerini taşıyabilir. Yıldızlararası ortamı ve onun güneş sistemi ile olan sınırını inceleyebilir ve hatta Kuiper kuşağı nesnelerinin üzerinden uçabilir.Bu, Güneşin Plüton'un çok ötesinde yörüngesinde dönen birçok bilinmeyen uzay nesnesinden biridir.
Gelecekteki araştırmalar, sondalar veya güneş enerjisi veya elektrikli yelkenlerle elektrikli tahrik olasılığını inceleyebilir.
Apollo 8, ilk insanlı ay inişiydi ve 24 Aralık 1968'de Noel Arifesinde ay yörüngesine girdi. O gece astronotlar ayın yörüngesinden canlı yayın yaptılar ve dünyanın ve ayın resimlerini gösterdiler. Uzay gemileri. Güneşin yerçekimi merceği gibi gelecekteki olası teknolojiler, bize kıtaları ve okyanusları göstermeye yetecek ayrıntıda diğer dünyaların resimlerini sağlayabilir, tıpkı bu dünyanın resmi gibi. Resim kaynağı: NASA
Güneş yerçekimi: başka bir dünyaya açılan bir pencere
Raporda ayrıntıları verilen en özel konsept uzay araçlarından biri de sadece güneş sisteminden çıkacak. Kelimenin tam anlamıyla, odak noktası yabancı dünya olacaktır.
Bu kavramsal uzay aracı, yıldızlararası uzayın yakınına park edilecek, güneşimizi dev bir mercek gibi kullanarak, diğer yıldızların yörüngesindeki gezegenlerin yakınlaştırılmış yakın çekimlerine izin verecek. Uzay teleskopu Plüton'un çok ötesine, dünyadan güneşe olan mesafenin yaklaşık 550 katı veya daha fazlasına yerleştirilecek. Einstein'ın tanımladığı etkiyi kullanacak: yerçekiminin ışığı bükme gücü.
Uzak yıldızlardan ve gezegenlerinden gelen ışık akışı, kayaların etrafından akan su gibi güneşin kenarları etrafında bükülecek ve büyük ölçüde büyütüleceği diğer tarafa odaklanacaktır. Teleskop, bu görüntüleri yakalamak için doğru konuma yerleştirilecektir.
Bu görüntüler, Einstein halkası adı verilen, güneşin etrafındaki bir halkaya bulaşacak.Teknik zorluk çok büyük olacak: bozulma düzeltilmeli ve parçalanmış görüntüler yeniden birleştirilmeli. Ancak başarılı olursa, mercek bir dış gezegenin yüzey özelliklerini gösterecek kadar güçlü olabilir - başka bir yıldızın yörüngesindeki bir gezegen.
1968'de Apollo 8 astronotlarının gönderdiği ikonik görüntüyü hatırlatan Alkale, "Neredeyse aydan Dünya'nın bir resmi gibi," dedi. "Bulutları, kıtaları ve okyanusları, bu ölçekte görüntüler göreceksiniz. Dünya'dan, bir dış gezegenin her görüntüsü bir pikseldir, bu nedenle bir dış gezegende bir saman görürsünüz. İsterseniz Kıtaları dış gezegenlerde görmek için güneşin yerçekimi merceği gibi bir şeye ihtiyacınız var. "
Başka bir yıldıza doğru büyük bir adım atmaya hazır olduğumuzda, itme konusu odak noktası haline gelir. Devasa bir yakıt tankı taşımak, gezegenler arası sondanın kütlesini fizibilite kapsamının ötesinde artırabilir.
Sheehy, ancak ışık hızının onda birine ulaşmak, uzay sondalarının 50 yıl içinde en yakın yıldıza ulaşmasına izin vereceğini söyledi.
Bugünün roketleri gibi, "Bu hıza çıkmak için asla kimyasal reaksiyonları kullanamayız" dedi.
Ulaşılabilecek yanıtlardan birinin "ışın enerjisi" olduğunu söyledi. İster dünya yüzeyinde ister yörüngede olsun, güçlü bir lazer dizisi yelkenlerle donatılmış uzay sondalarını ışık hızının bir kısmına hızlandırmak için kullanılabilir. NASAnın Yenilikçi Gelişmiş Kavramlar Programı (NIAC), Santa Barbaradaki California Üniversitesinden Philip Lubinin önderliğinde bu türden bir projeyi daha fazla geliştirme için ikinci bir hibe almak üzere seçti.
NIAC ayrıca yakın zamanda "yolcu" hayranlarının kalbini harekete geçirebilecek bir konsept proje için finansman sağladı. Atlanta Uzay Mühendisliği Şirketi'nden John Bradford'un araştırma sonucuna, astronotları nasıl derin bir uyku durumuna sokacaklarını ve Dünya ile Mars arasındaki boşluğu nasıl azaltacaklarını inceleyen "ileri akrep, insanları Mars'ın transfer habitatında durgunlaşmaya teşvik ediyor" olarak adlandırılıyor. Seyahat metabolizma hızı. Bu gerçek bir askıya alınmış animasyon veya yıldızlararası yolculuk olmasa da, böyle bir proje kırılgan insan bedenlerini yıldızlararası uzayın uç noktalarına göndermede karşılaşılan aşırı teknik zorlukları vurguluyor.
Uluslararası Uzay İstasyonu'nun Veggie bitki büyüme sistemindeki ilk çiçek açan zinnia çiçeği. Uzayda yiyecek yetiştirmek, yıldızlararası yolculuğa başlamadan önce insanların karşılaşması gereken zorluklardan biridir. Resim kaynağı: NASA
Pizza yazdır
Türümüz böyle bir yolculuğa teşebbüs ettiyse, onlarca yıllık hatta yüzlerce yıllık bir tarihe ihtiyaç duyabilir ve bir tür havaya yükselme ve gençleştirme veya nesiller boyunca insan yaşamını sürdürebilecek bir gemi gerektirebilir.
Sheehy, "Belki de başlattığımız kişi, Centaur'a ulaşan kişi olmayacak," dedi. "Çocukları olacak. Ama 80 yıl boyunca yemek yemelisin."
Uzayda yiyecek yetiştirmeyi öğrenmenin faydalı olabileceğini, ancak tohumlardan bitki yetiştirmenin "uzayda gayrimenkul" gerektirdiğini söyledi. Domatesler o kadar büyük ki, marul başı belli bir büyüklükte. "
Diğer bir olasılık, "3 boyutlu nesneleri katman katman oluşturmak" için 3 boyutlu yazıcı kullanmaktır. Neden böyle bir birim inşa edemiyoruz? Neden böyle yemek yapamıyoruz? Pizza yazdırabilir misin? "
Alkalai ayrıca, insanların yıldızlararası seyahatinin son derece uzak bir ihtimal olduğuna inanıyor.
"İnsanları yıldızlararası uzaya gönderme fikri, insanların gezegen ölçekli kaynaklara sahip olmak için ihtiyaç duyduklarının çok ötesine geçiyor" dedi. "Sevdiğim tek bilim kurgu hikayesinin bilimsel bir temeli olabilir. Bir Star Trek girişimi kurmak değil, bir asteroidi gerçekten kaçırmaktır.
"İkili bir asteroit haline gelebilecek bir popülasyon hayal edin. O zaman birini diğerini yıldızlararası uzaya sallamak için kullanabilirler. Ardından demir, karbon ve diğer materyallerin kaynağı olan asteroit kaynaklarına sahip olursunuz. Yaşam kaynağı ve enerji kaynağı olarak kullanılabilir. Böyle bir şeyi birçok nesil için tasarlamayı hayal etmelisiniz. "
Ancak Sheehy, yıldızlara bir robot sondası gönderilse bile, göz korkutucu sorunun hayal kırıklığı değil motivasyon olması gerektiğini söyledi.
"İnsan olarak nerede olursak olalım, bir sonraki dağ silsilesinde bile olsa her zaman bir şeyler öğrenebiliriz" dedi. "Çoğu zaman böyle bir yolculukta kendinizle ilgili bir şeyler keşfedeceksiniz. Bizi her zaman şaşırtan bir şey bulabiliriz."
