Проксима Центавра, ближайшая к нам звезда, находится на расстоянии более 4 световых лет. Достижение этого возраста менее 10 000 лет будет сложной задачей; добраться до него живыми людьми будет еще сложнее.
Ключевые выводы
- В конце концов, человечество захочет отправиться в новую солнечную систему, чтобы распространять человеческий род, исследовать и, возможно, находить признаки инопланетной жизни.
- Но наш ближайший сосед, Проксима Центавра, находится так далеко, что современные методы могут занять десятки тысяч лет.
- Как мы преодолеем это невероятное расстояние и другие трудности, связанные с межзвездными путешествиями?
Альфа Центавра, ближайшая к нашей звездная система, на самом деле совсем не близка. В то время как свету требуется 8 минут, чтобы добраться от Солнца до Земли, требуется 4,37 года, чтобы добраться от Проксимы Центавра - звезды этой системы - до Земли. Это все хорошо для света, но люди не могут двигаться так быстро. «Вояджер-1» прошел границы нашей Солнечной системы со скоростью около 37 000 миль в час, что кажется довольно быстрым. Однако эта скорость составляет всего 1/18 000th скорости света; если бы «Вояджер-1» направился к Проксиме Центавра, это заняло бы 80 000 лет.
Это проблема. Если человечество хочет выжить в долгосрочной перспективе, нам нужно стать многопланетным видом. И хотя мы можем терраформировать другие планеты в нашей Солнечной системе, чтобы они стали новыми домами, в конечном итоге нам нужно будет путешествовать к другим звездам. Что не менее важно, мы хотим сделать это, чтобы узнать больше о нашей вселенной, удовлетворить свое любопытство и, возможно, даже найти инопланетную жизнь. Но прежде чем мы сможем это сделать, нам придется преодолеть несколько довольно серьезных проблем.
Проксима Центавра, вид с телескопа Хаббл.
НАСА
Расстояние
Сейчас у нас просто нет хороших способов приведения космического корабля в движение с необходимой скоростью для межзвездного путешествия. Чтобы путешествовать далеко и быстро, нам нужно нести много топлива. Но чем больше топлива мы несем, тем больше массы нам нужно для движения в космосе, что делает использование бортовых запасов топлива для ракет экспоненциально более сложным для дальних путешествий.
Большинство современных космических кораблей используют в качестве топлива смесь жидкого водорода и жидкого кислорода, но это определенно не сработает для полета к Проксиме Центавра. НАСА представило быстрый сценарий, в котором мы намеревались добраться до Проксимы Центавра через 900 лет с помощью обычной химической ракеты, не замедляясь, когда мы туда доберемся (что, безусловно, хотелось бы сделать настоящей пилотируемой миссии). Используя этот метод, во Вселенной не хватило бы материи для питания нашей ракеты.
Итак, нам нужен новый метод. Есть несколько различных технологий-кандидатов, которые мы могли бы исследовать, каждая из которых заслуживает отдельной статьи для полного изучения: есть двигатели на антиматерии, варп-двигатели, световые паруса с лазерным питанием и многие другие..
Тем не менее, варп-двигатели полностью спекулятивны; человечеству удалось произвести лишь немногим менее 20 нанограммов антивещества, а производство грамма антивещества обошлось бы в миллион миллиардов долларов; а для световых парусов с лазерным приводом потребуется постоянный источник энергии, эквивалентный тому, что Земля потребляет в день. Наиболее вероятные первоначальные двигатели, которые доставят нас к нашему звездному соседу, вероятно, будут полагаться на ядерный синтез, и им, вероятно, потребуется поддерживать человеческую жизнь в течение десятилетий, если не столетий.
Project Daedalus, исследование Британского межпланетного общества, рассмотрело возможность такого подхода и обнаружило, что космический корабль, работающий на термоядерном топливе, может разогнаться до 12 процентов скорости света, а затем совершить полет в течение определенного периода времени, прежде чем замедлиться. вниз до достижения далекой звезды. Если бы мы смогли осуществить это грандиозное предприятие, термоядерная ракета могла бы достичь нашего ближайшего звездного соседа всего за 36 лет, по сравнению с десятками тысяч лет, которые потребуются другим методам. К сожалению, вид топлива, который мы будем использовать (гелий-3), крайне редко встречается на Земле, проект будет стоить около 5,267 триллиона долларов, и исследование будет сосредоточено на беспилотных миссиях. Космический корабль, который мог бы поддерживать человеческую жизнь, было бы значительно сложнее спроектировать.
НАСА
Столкновения
Если мы путешествуем где-либо в космосе со скоростью, составляющей значительную часть скорости света (что почти наверняка требуется для межзвездных путешествий), то столкновение с межзвездной пылью или более крупными объектами, такими как космический мусор или микрометеориты, может иметь катастрофические последствия. Даже во время коротких полетов, которые мы совершали во время программы космических челноков, было заменено более 100 окон шаттлов после того, как они были сколоты или треснуты космическим мусором. Путешествие к Проксиме Центавра будет более чем в 100 миллионов раз длиннее, и мы почти наверняка с чем-нибудь столкнемся.
К счастью, реальные столкновения с астероидами случаются довольно редко. Если бы мы столкнулись с какими-либо большими препятствиями, тот же проект «Дедал», который задумал космический корабль с термоядерным двигателем, предложил использовать дроны для выброса мелких частиц, которые сметут эти препятствия. Также предполагалось, что магнитные сверхпроводники могут отводить более мелкие частицы пыли от гипотетического космического корабля.
Здоровье
Технические проблемы межзвездных путешествий также распространяются на проблему сохранения нашего психического и физического здоровья. За пределами защитной магнитосферы Земли космическое излучение может вызывать деменцию и нарушать когнитивные функции, а также вызывать рак. К счастью, магнитные сверхпроводники, подобные упомянутому выше, могут защитить от опасного космического излучения.
Есть также проблемы, связанные с низкой гравитацией. Без гравитации плотность наших костей падает на 1 процент в месяц, наши мышцы атрофируются, а риск развития проблем со зрением и камней в почках возрастает. Если бы космический корабль постоянно ускорялся, он мог бы имитировать земную гравитацию, но для этого потребовалось бы больше топлива, что увеличило бы стоимость и инженерные проблемы, связанные с гипотетическим межзвездным проектом.
В качестве альтернативы мы могли бы разработать вращающийся космический корабль, центростремительная сила которого имитирует гравитацию. Но опять же, это поднимает дополнительные инженерные проблемы. Вращающемуся космическому кораблю потребуется дополнительная энергия для поддержания вращения, сложные уплотнения и двигатели должны быть размещены между вращающимися и невращающимися компонентами, а конструкция корабля должна быть прочнее (и, следовательно, тяжелее), чтобы предотвратить чтобы он не разлетался со временем.
Разум и непознанное
При достаточном количестве исследований мы можем увидеть путь к решению всех этих проблем. Но самые большие проблемы могут быть менее четкими. Как не допустить, чтобы люди, десятилетиями находившиеся в ловушке на космическом корабле, полностью сошли с ума? Даже после прибытия, как они будут бороться с мыслью, что они, скорее всего, никогда не вернутся на Землю и никогда больше не увидят новых людей?
И потом, всегда есть неизвестные. Мы можем планировать, смягчать, развивать избыточность и инновации, но всегда будет что-то непредвиденное, особенно в проекте, основной целью которого является исследование неизвестного. Но опять же, причина, по которой мы вообще исследуем, заключается в том, чтобы узнать больше о том, что в настоящее время загадочно.