Yıldızlararası yolculuk ne kadar zor? Voyager 1 neden 40 yılda yalnızca 1/450 ışıkyılı uçtu?
1970'lerde NASA astronotları ilk kez ay yüzeyinde insan ayak izlerini bıraktı. 2050 civarında, Mars'a insanlı bir inişin gerçekleşmesi bekleniyor. Şu anda, toplam beş derin uzay sondası güneş sisteminin kenarına doğru ilerliyor ve en uzak Voyager 1, dünyadan 21,2 milyar kilometre uzakta.
Uçsuz bucaksız yıldızlar denizi insanın ulaşabileceği bir mesafede gibi görünüyor, ancak yıldızlararası yolculuk gerçekten bu kadar basit mi? Yıldızlararası uygarlık çağından insanlık ne kadar uzakta? Bunu aşağıda yorumlayalım!
Yasak mesafe
Güneş sistemindeki gezegenler arasındaki mesafe genellikle astronomik birimlerle (A.U.) ifade edilir. Bir A.U., güneş ile dünya arasındaki 150 milyon kilometre olan ortalama mesafedir. Dünyaya en yakın olan Venüs sadece 0.28 A.U., Güneşten en uzak olan Neptün 29.8 A.U. ve Voyager 1 şu anda 141.5 A.U. uzaktadır.
Yıldızlar arasındaki uzaklık genellikle yüzbinlerce A.U. Bize en yakın yıldız olan Proxima Centauri, 268.000 A.U. (4.243 ışıkyılı) uzaklıktadır. Güneş ile dünya arasındaki mesafe orantılı olarak 1 metreye düşürülürse, Proxima Centauri 276 kilometre uzaklıktadır!
En hızlı insan dedektörü Voyager 1, ışık hızının yalnızca 1 / 18.000'i kadardır. 1 / 50'den fazla ışık yılı uçmak 40 yıl sürdü ve Oort'tan bu hızda geçmek 30.000 yıl alacaktı. Cloud, Proxima Centauri'ye ulaşmanın 80.000 yıl alacağı tahmin ediliyor.
Düşünülemez enerji tüketimi
İnsanın derin uzay keşiflerini etkileyen bir başka faktör, yıldızlararası seyahatin enerji tüketiminin son derece büyük olmasıdır. Bir nesnenin kinetik enerjisi, kinetik enerji denklemiyle ifade edilebilir, yani Ek = mv² / 2, burada m nesnenin kütlesidir ve v nesnenin hızıdır. Hedefe ulaştıktan sonra sadece pervanenin yavaşlayacağına güvenebiliyorsanız, gerekli kinetik enerjinin iki katına çıkarılması gerekir.
Proxima Centauri'ye sadece birkaç on yıl içinde ulaşmak için, uzay aracının hızının şimdikinden binlerce kat daha hızlı olması gerekir.Kinetik enerji denklemine göre, gereken enerji şimdikinden milyonlarca kat daha fazladır! 1 tonluk bir nesneyi 125 MWh olan ışık hızının 1 / 10'una çıkarmak için 4,5X10 ^ 17 joule enerji gerekir. Karşılaştırıldığında, 2008 yılında dünyanın toplam enerji tüketimi sadece 140.000 MWh idi. Bu, pervanenin yanma verimini dikkate almadı.
Kriz dolu seyahat
Enerji sorunu çözülse bile, yıldızlararası yolculuğun gerçekleşmesi hala birçok zorlukla karşı karşıyadır. Her şeyden önce, her yerde bulunan yıldızlararası gaz ve toz, yüksek hızlı uzay aracında ölümcül hasara neden olabilir. Bu yıldızlararası ortamlar uzayda tekdüze dağılmamışlardır ve uzay aracının rotasının nasıl planlanacağı da zor bir problemdir.
Ek olarak, uzun süreli uzay yolculuğu astronotlar için daha da ciddidir. Yenilenebilir yaşam destek sistemleri, izole edilmiş kapalı alanlar, ölümcül kozmik radyasyon ve mikro yerçekimi ortamlarında insan kasları, kemikleri ve bağışıklık sistemi hastalıkları - bu zorlukların bilim insanlarının tek tek aşması gerekiyor.
Zorluklardan korkmamaya çalışın
Şu anda ustalaşmış havacılık itki teknolojisine dayanarak, bilim adamları derin uzay araştırmaları için insansız hava araçlarını kullanmaya çalışıyorlar. Voyager projesine ek olarak, "Dedalus", "Icarus", "Breakthrough Photostar" vb. De var. İddialı plan. Nanopartikül itici ve mikroçip teknolojisini kullanan yeni nesil nano uzay aracı son derece küçüktür.Gelecekte, araştırmacılar milyonlarca "minyatür uzay aracını" aynı anda ışık hızında uzaya göndermeyi umuyorlar.
Bilim insanları, insanlı yıldızlararası yolculuklara yanıt olarak, "kuşaksal uzay aracı", "uzayda kış uykusu" ve "donmuş embriyolar" gibi birçok kavram önerdiler. İnsan fizyolojisinin ve yaşam süresinin sınırlamaları nedeniyle, belki de yapay zeka ile derinlemesine entegre biyonik bir insan, gelecekte uygulanabilir tek seçenektir.
Çeşitli tahrik teknolojileri
Geleneksel kimyasal roketlerin büyük bir itme kuvveti olmasına rağmen, özgül dürtüleri düşüktür ve jet hızları saniyede yaklaşık 5 kilometredir. İyon motorunun itme gücü küçüktür, ancak jet hızı saniyede 15 kilometre-35 kilometreye ulaşabilir. Bir nükleer fisyon motoru ışık hızının% 15'ine ulaşabilmesine rağmen, hızlanması yüzlerce yıl alır. Nükleer darbe motoru, uzay aracının hızının ışık hızının% 50-80'ine ulaşmasını sağlayabilir ve antimadde tahrik teknolojisinin teorik hızı, ışık hızının% 90'ından fazlasına ulaşabilir!
Yakıt taşıyan tahrik teknolojisine ek olarak, bilim adamları ayrıca yıldızlararası ramjetler ve hatta eğrilik motorları veya solucan deliği yolculuğu gibi süper hafif yolculuk kavramını da önerdiler. Elbette bu fikirler teorik ve pratik olarak mükemmel olmaktan uzaktır.
Büyülü zaman genişlemesi
İnsanların ışık hızına yakın uçsalar bile, 20'den 60'a 40 yılda dünyadan 40 ışık yılı uzaktaki yerlere ulaşamayacaklarını düşünebilirsiniz. Aslında, zaman uzaması etkisinden dolayı uzay aracındaki zaman, dünyadan çok daha yavaştır. İnsanlı bir uzay aracının 32 ışıkyılı uzaklıktaki bir gezegene uçtuğunu, önce 1,32 yıl boyunca sürekli olarak hızlandığını (1,03G yerçekimi ivmesi), ardından 17,3 yıl boyunca sabit bir hızda seyretmek için motoru kapattığını ve ardından 1,32 yıl yavaşladığını varsayalım. Hedefe vardıktan ve kısa bir süre ziyaret ettikten sonra Dünya'ya dönün. Şu anda, uzay aracındaki saat 40 yıl geçti ve dünya 76 yıl sonra!
Uzay aracının hızı ışık hızına ne kadar yakınsa, zamanın geçişi de o kadar yavaş olur (astronotlar için fark etmez). Bu nedenle, tüm galaksiyi dolaşmak insanoğlunun yaşamı boyunca tamamlanabilir ve galaksinin merkezindeki, güneşten 30.000 ışıkyılı uzaklıkta olan dev kara deliğe gidip gelmek yalnızca 40 yıl alır. Ancak astronotlar Dünya'ya döndüğünde 60.000 yıl geçti!
İlkel insan başını ilk kez kaldırdığından ve uçsuz bucaksız yıldız denizine meraklı bir bakış attığından beri, yıldızlar arasında yüzmek insan kalbinin derinliklerine gömülü bir rüya haline geldi. İnsanların yıldızlararası seyahatin gizemine hükmetmesi yüzlerce yıl alabilir, ancak bilim adamlarının araştırması bu hayali adım adım gerçeğe dönüştürüyor.
