Čini se da se svaki dan pronalazi nova egzoplaneta (ili su u slučaju utorka znanstvenici otkrili tri potencijalno useljiva egzoplaneta koja kruže oko jedne zvijezde). Ali ima mnoštvo prepreka koje ćemo morati očistiti prije nego što ikad budemo imali priliku posjetiti ih: ogromne doze zračenja koje bi apsorbirali potencijalni astronauti, potencijalna šteta nanesena međuzvezdanoj prašini i plinu plovilu kretanje iznimno velikim brzinama i činjenica da bi putovanju čak i do najbližeg egzoplaneta trebalo bi skoro 12 godina u svemirskom brodu koji putuje brzinom svjetlosti.
Najveći problem, međutim, može biti velika količina energije koju bi jedan takav brod trebao. Kako gorivo za svemirsku letjelicu putuje više od 750 000 puta udaljenom od udaljenosti između Zemlje i Sunca?
Na temelju naše trenutne tehnologije za istraživanje svemira i potencijalnih budućih pristupa, ovdje je opis mogućnosti načina pokretanja svemirskih letjelica.
Konvencionalne rakete, u kojima se gori tekuće ili čvrsto kemijsko gorivo, do danas su korištene u gotovo svim svemirskim misijama. (Foto putem NASA) Konvencionalne rakete: Oni stvaraju potisak izgaranjem kemijskog pogonskog goriva pohranjenog u krutom ili tekućem gorivu. Energija oslobođena kao posljedica ovog izgaranja izvlači brod iz Zemljinog gravitacijskog polja i u svemir.
Pros: Raketna tehnologija je dobro uspostavljena i dobro se razumije, jer seže u drevnu Kinu i koristi se od samog početka svemirskog doba. Što se tiče udaljenosti, njegovo najveće dosad postignuće je nošenje svemirske sonde Voyager 1 na vanjski rub Sunčevog sustava, otprilike 18, 5 milijardi milja udaljen od Zemlje.
Nedostaci: Voyager 1 predviđa da će potrošiti gorivo oko 2040. godine, što je pokazatelj koliko konvencionalne rakete i potisnici ograničeni u dometu mogu nositi svemirsku letjelicu. Štoviše, čak i ako bismo mogli postaviti dovoljnu količinu raketnog goriva na svemirsku letjelicu da bismo je prebacili sve do druge zvijezde, zapanjujuća činjenica je da mi vjerojatno čak i nemamo dovoljno goriva na cijelom našem planetu da to učinimo. Brice Cassenti, profesor s Politehničkog instituta Rensselaer, rekao je za Wired da će trebati količina energije koja premašuje trenutni učinak u cijelom svijetu da bi pomoću uobičajene rakete mogli poslati brod do najbliže zvijezde.
Ionski motor koji je pokretao NASA-in svemirski brod Deep Space 1. (Foto putem NASA) Ionski motori : Ovi djeluju poput uobičajenih raketa, osim što umjesto da protjeraju produkte kemijskog izgaranja kako bi stvorili potisak, oni izbacuju tokove električno nabijenih atoma (iona). Tehnologija je prvi put uspješno demonstrirana na NASA-inoj misiji Deep Space 1 iz 1998. godine u kojoj je raketa usko proletela i asteroid i kometa kako bi prikupljala podatke, a od tada se koristi za pokretanje nekoliko drugih svemirskih letjelica, uključujući i misiju koja je u tijeku za posjet patulju. planeta Ceres.
Prednosti: Ovi motori stvaraju znatno manje potiska i početne brzine od uobičajenih raketa - tako da ih se ne može koristiti za bijeg iz Zemljine atmosfere - ali jednom ako ih izvode u svemir konvencionalne rakete, mogu neprekidno pokretati mnogo duže (jer koriste gušće gorivo učinkovitije), dopuštajući jednom brodu da postupno povećava brzinu i nadmaši brzinu jednog pogonskog konvencionalnog raketa.
Nedostaci: Iako bi brže i učinkovitije od konvencionalnih raketa, korištenje jonskog pogona do čak i najbliže zvijezde ipak bi trajalo pretjerano dugo - barem 19.000 godina, prema nekim procjenama, što znači da je negdje reda od 600 do 2700 Bilo bi potrebno generacijama ljudi da to vide. Neki su sugerirali da bi ionski motori mogli potaknuti put do Marsa, ali međuzvjezdani prostor je vjerojatno izvan područja mogućnosti.
Predočenje broda zvijezda Daedalus, predloženo 1970-ih, koje bi koristilo reakcije nuklearne fuzije kao pogonsko gorivo. (Slika putem Nicka Stevensa) Nuklearne rakete: Mnogi zaljubljenici u istraživanje svemira zagovarali su uporabu raketa koje pokreću nuklearne reakcije za pokrivanje ogromnih udaljenosti međuzvezdanog prostora, a datiraju iz Projekta Daedalus, teorijskog britanskog projekta koji je želio dizajnirati bespilotnu sondu kako bi stigao do Barnardove zvijezde, 5, 9 svjetlosnih zraka. godina daleko. Nuklearne rakete teoretski će se pokretati nizom kontroliranih nuklearnih eksplozija, možda koristeći čist deuterij ili tritij kao gorivo.
Pros: Proračuni su pokazali da plovilo pokretano na ovaj način može dostići brzinu veću od 9000 milja u sekundi, što u vrijeme putovanja od otprilike 130 godina znači do Alpha Centurai, zvijezde najbliže Suncu - duže od ljudskog vijeka, ali možda unutar područje višegeneracijske misije. Nisu Millenium Falcon napravili Kessel Run s manje od 12 parsesova, ali to je nešto.
Nedostaci: Za jednu, rakete na nuklearni pogon trenutno su u potpunosti hipotetske. Kratkoročno, oni će vjerojatno tako i ostati, jer bi detonacija bilo kojeg nuklearnog uređaja (bilo da je namijenjeno kao oružje ili ne) u svemiru prekršila Ugovor o djelomičnoj zabrani nuklearnog ispitivanja koji dopušta takve eksplozije na točno jednoj lokaciji : podzemlje. Čak i ako je to zakonski dopušteno, postoje ogromne sigurnosne zabrinutosti u vezi s lansiranjem nuklearnog uređaja u svemir iznad konvencionalne rakete: Neočekivana greška mogla bi prouzročiti kišu radioaktivnog materijala širom planete.
Projektira se Sunjammer koji ima najveće solarno jedro ikad izgrađeno u jesen 2014. (Foto putem L'Garde / NASA) Solarna jedra: U usporedbi sa svim ostalim tehnologijama na ovom popisu, one djeluju na prilično drukčijem principu: Umjesto da pogon porivaju gorivom ili stvaraju druge vrste sagorijevanja, solarna jedra povlače vozilo koristeći energiju nabijenih čestica izbačen iz Sunca kao dio sunčevog vjetra. Prva uspješna demonstracija takve tehnologije bila je japanska svemirska letjelica IKAROS, lansirana 2010. godine, koja je putovala prema Veneri i sada putuje prema Suncu, a NASA-in Sunjammer, sedam puta veći, trebao bi biti lansiran 2014. godine.
Pros: Budući da ne moraju imati isporučenu količinu goriva - umjesto da upotrebljavaju snagu Sunca, slično kao što jedrilica koristi energiju vjetra - svemirski brod koji podržava solarno jedrenje može krstariti manje-više neograničeno.
Protiv: Ovi putuju mnogo sporije od zanata koji rade na raketama. Ali što je još važnije za međuzvjezdane misije - oni zahtijevaju da energija izbačena iz Sunca ili neke druge zvijezde uopće putuje, onemogućujući im da prelaze ogromne prostore između dosega sunčevog vjetra našeg Sunca i onoga drugog sustava zvijezda. Solarna jedra potencijalno bi se mogla uključiti u plovilo drugim sredstvima pokretanja, ali na međuzvjezdana putovanja ne može se osloniti sama na njih.
Umjetnička koncepcija teorijskog dizajna raketa protiv antimaterija. (Slika putem NASA-e) Rakete protiv antimaterija: Ova predložena tehnologija koristila bi proizvode reakcije uništavanja tvari-antimaterije (bilo gama zraka ili visoko nabijenih subatomskih čestica zvanih pioni) kako bi se brod probio kroz svemir.
Pros: Korištenje antimaterije za napajanje rakete teoretski bi bilo najučinkovitije moguće gorivo, jer se gotovo sva masa materije i antimaterije pretvaraju u energiju kad se unište. Teoretski, ako bismo uspjeli razraditi detalje i proizvesti dovoljno antimaterije, mogli bismo izgraditi svemirski brod koji putuje brzinom gotovo velikom brzinom od svjetlosti - najvećom brzinom za bilo koji objekt.
Nedostaci: Još uvijek nemamo način generiranja dovoljno antimaterije za svemirsko putovanje - procjene su da bi za mjesec dana putovanje na Mars trebalo oko 10 grama antimaterije. Do danas smo uspjeli stvoriti samo mali broj atoma antimaterije, a to je utrošilo i veliku količinu goriva, čineći tako i ideju o raketi protiv antimaterije uznemirujuće skupo. Skladištenje ove antimaterije je još jedno pitanje: Predloženi programi uključuju upotrebu smrznutih peleta antihidrogena, ali i ove su daleko.
Ispiranje rampeta, koji bi skupljao vodik iz svemira dok putuje i koristi se kao gorivo. (Slika putem NASA-e) Više špekulativnih tehnologija: Znanstvenici su predložili sve vrste radikalnih tehnologija koje se ne temelje na raketama za međuzvjezdana putovanja. Oni uključuju letjelicu koja bi skupljala vodik iz svemira dok putuje na upotrebu u reakciji nuklearne fuzije, zrake svjetlosti ili magnetska polja snimljena iz našeg vlastitog Sunčevog sustava na udaljenoj svemirskoj letjelici koja bi bila iskorištena u jedro i uporabu crne rupe ili teorijske crvotočine da putuju brže od brzine svjetlosti i omoguće međuzvjezdano putovanje u životu jednog čovjeka.
Sve su to izuzetno daleko od provedbe. Ali, ako to uopće uspijemo prebaciti na neki drugi sustav zvijezda (što je veliko, ako se sigurno ima), s obzirom na probleme s većinom postojećih i tehnologija u bliskoj budućnosti, to bi uistinu mogao biti jedan od takvih problema s nebom ideje koje nas nose tamo - a možda nam omogućuju posjet posjetiteljskoj egzoplaneti.
