Folk har længe drømt om at rejse til fjerne planeter; det samme emne er blevet dækket i science fiction i over et århundrede. I virkeligheden er der mange problemer, der forhindrer os i at gøre dette, herunder manglen på passende teknologier. Men dette forhindrer ikke videnskabsmænd i at teoretisere mulige måder at erobre det ydre rum, der måske en dag bliver ret reelle.
Ionmotorer
Det er usandsynligt, at Ion Thrusters er nye for Star Wars-fans, da de blev fløjet af TIE Fighters. Det er også en veletableret teknologi, der anvendes af Dawn-sonden, der blev lanceret i september 1997, til at studere dværgplaneterne Vesta og Ceres.
Ionmotorer fungerer, når xenonatomer bombarderes med elektroner til dannelse af ioner. På bagsiden af motoren er metalnet, ladet med 1000 volt, der ioner med en enorm hastighed. Skubben er temmelig lille, men fordi rummet er et friktionsfrit miljø og med ingen tyngdekraft øges det konstant. Dawns tophastighed er 38.600 km / t.
Ionmotorer kræver minimalt brændstof. De er 10 gange mere effektive end kemiske motorer. De henter deres energi fra store solcellepaneler, så der er ingen grund til at bygge et brændstoflagringsanlæg. Det giver også ion-thrustere, i teorien, en utømmelig energikilde.
Det aktuelle problem med ionmotorer er, at de er for langsomme til at transportere mennesker. De kunne f.eks. Bruges til at transportere udstyr og forsyninger til de Martiske kolonier.
Salgsfremmende video:
Bussard ramjet
Som nævnt ovenfor er en af de største udfordringer, som rumfarten står overfor, den mængde brændstof, der kræves. For at løse dette problem i 1960'erne blev det foreslået at oprette den såkaldte Bussard Interstellar Ramjet.
Ideen er, at rumfartøjet samler protoner spredt over hele universet, når det bevæger sig. Hvis disse protoner derefter kan syntetiseres, flyver rumfartøjet i det væsentlige en nuklear raket.
Det er sandt, at der er en række problemer med Ramjet-konceptet. Du kan kun hæve et vist antal protoner, og når protonerne opsamles, vil der også blive født betydelig modstand. Der er desuden et lille spørgsmål om at skabe en stabil fungerende nukleær fusionsenhed.
Bevægelse på en atomimpuls
Ideen om at bruge atomkraft til at lancere rumfartøjer stammer tilbage til 1950'erne. Orion-projektet var et initiativ fra NASA, der besluttede at bygge et skib på størrelse med en dejlig skyskraber, der blev lanceret fra eksplosionen af en atombombe nedenunder. Du begynder allerede at gætte om de problemer, der er forbundet med projektet. Til at begynde med skal der efter dette projekt forblive en enorm mængde stråling, og astronauterne selv vil modtage stråleforgiftning.
Når bomben eksploderer, vil den skabe en elektromagnetisk puls, der vil ødelægge elektronik ombord. Og dette hvis lanceringen stadig er vellykket og ikke fører til fatale tab. Orion-projektet blev primært overvejet, fordi det kunne bringe os til Mars om tre måneder. Et almindeligt skib skulle tage atten.
Det er klart, at Project Orion er død, men ideen bag det lever videre. Voyager 1, Voyager 2 og Cassini brugte en form for kerneenergi baseret på forfaldet af plutonium og omdannede det til elektricitet til deres flyvninger. Desværre er reserverne af det nødvendige plutonium på vores planet kommet til en ende, og det er ret vanskeligt at starte genproduktion, da det er et biprodukt ved at oprette atombomber.
Bevægelse på laserstråler
Luftfartsingeniør Leic Mirabeau kom med ideen om at bruge laserbevægelse i 1988, mens han arbejdede med Star Wars-missilforsvarsprojektet. Mirabeau-apparatet skulle være konisk. En kraftig laserstråle ville blive fyret fra den smalle ende af keglen indeholdende den paraboliske reflektor.
Dette ville opvarme luften inde til 30.000 grader, hvilket ville føre til eksplosioner, der skaber tryk. Mirabeau troede, at en sådan enhed ville dukke op i de næste 20 år, men hans kammerater så på denne idé med skepsis.
Interstellar rumfartøj "Daedalus"
Det britiske interplanetære samfund har forsket i fem år, begyndt i 1973, og undersøgt muligheden for at sende mennesker til Barnards stjerne, der er seks lysår væk. Deres løsning var det interplanetære rumfartøj "Daedalus". Daedalus var et gigantisk rumfartøj, også på størrelse med en god skyskraber, og ville bestemt samles i Jordens bane.
Ligesom Project Orion var det nødvendigt at bruge fusionsmotorer. Brændstofpillerne indsprøjtes med høj hastighed i reaktionskammeret, hvor stråler af højenergi-elektroner ville antænde dem. Den første fase skulle løfte jorden 46.000 ton brændstof, den anden - en lille del af skibet med 4.000 ton brændstof. Brændstoffet skulle være helium-3.
Helium-3 er utroligt sjælden på Jorden, men det menes at være meget mere rigeligt på Månen; det kan også findes i kosmiske skyer. Det vil tage 20 år at indsamle det krævede beløb. Helium-3 er også meget vanskeligt at antænde som brændstof, da det kræver meget varme. Men hvis projektet var udbrændt, ville enheden have accelereret til 12,2% af lysets hastighed og ville have nået Barnards Star på 50 år.
I 2009 begyndte forskning inden for rammerne af Icarus-projektet, som skulle vise, hvad interstellar rejser kan blive efter så mange års videnskabelig fremgang.
Rider på en asteroide
Et af de største problemer med rumrejse er fortsat påvirkningen af kosmiske stråler. Hvis en person tager 1000 dage at komme til Mars, vil de modtage en sådan stråling, at chancerne for at udvikle kræft stiger fra 1 til 19 procent.
Rumfartøjet er lavet af lette materialer, og strålingsskærmene er for tunge. Derfor mener en fysikprofessor ved Massachusetts Institute of Technology, at den bedste måde at rejse lange afstande er at lande på en asteroide og skabe en tunnel under dens overflade.
Asteroiden skal være 10 meter bred og inden for flere millioner kilometer fra Jorden og Mars for at planen kan fungere. Indtil videre er fem sådanne asteroider kendt, og alle vil passere nær Jorden i 2100. Rejsen vil være envej, da der ikke er nogen asteroider, der flyver frem og tilbage. Dog finder der konstant nye opdagelser sted, derfor finder vi måske en asteroide, der flyver fra Mars til os på det rigtige tidspunkt.
Solsejl
Selvom sejlene næppe er højteknologiske efter nutidens standarder, modtog de i rummet en god opdatering. I stedet for at bruge vinden, bruger disse sejl solenergi. Solsejl giver rumfartøjet lidt træk, men da der ikke er nogen friktion i rummet, vil disse sejl gradvist øge hastigheden.
For eksempel kan et solsejl, der er 400 meter bredt, rejse mere end to milliarder kilometer om året. Dette er hurtigere, end et kemisk drevet fartøj kan passere. Det ville også være billigere.
Solsejlprojekter er heller ikke ualmindelige. En fra NASA kaldes Sunjammer, opkaldt efter en novelle af Arthur Clarke. Sunjammer-sejlet kan være lavet af Kapton-materiale og kan være fem mikron tykt, veje mindre end 20 kg, og når det er pakket, kan det være så stort som en vaskemaskine.
En anden variant, skabt til ære for Carl Sagan, skulle gå i bane meget snart. Der er også en teori om, at et solsejl kan føre et rumfartøj til et andet solsystem. Et sådant sejl vil være på størrelse med en stor by, og dets aktive center vil være en stærk laser.
Magnetisk sejl
De fleste af de protoner og elektroner, der udsendes fra solen, spænder fra 400 til 600 kilometer i sekundet. Et magnetisk sejl kunne bruge deres energi og skubbe væk fra dem. En løkke af ledende materiale kan producere et magnetfelt, der er vinkelret på solvinden, og dette vil skubbe fartøjet i den ønskede retning.
Problemet er, at det magnetiske sejl skal være 100 kilometer langt. Teknologier, der gør det muligt at sejle fra et superledende materiale af denne størrelse og opretholde den krævede temperatur er simpelthen ikke tilgængelig nu. Magnetiske sejl forbliver teori, indtil teknologien er udviklet.
Orm hul
Oprindelig fra science fiction har ormehul inspireret mennesker siden deres start i teorien i 1921. Selv om deres eksistens er tilladt, er der endnu ikke fundet nogen direkte bevis for dette. Ormehuller er i det væsentlige tunneler i rummet, gennem hvilket et objekt i teorien kan passere. På samme tid er ormehuller ustabile - hvis nogen vil gennem en af disse, kan dens vægge kollapse.
For sikker passage gennem ormhullet skal apparatet bruge en tyngdekraft. Fysikere mener, at vi simpelthen ikke vil indsamle nok energi. Hvis der er et ormehul, som mennesker kan passere igennem, er det bestemt ikke i naturen; en tilstrækkelig avanceret civilisation kunne imidlertid bygge den. Indtil vi mødes eller bygger det, vil ormehullet derfor forblive en sci-fi-fiktion.
Warp Drive
Idéen om et varpdrev, der er populariseret af Star Trek, giver dig mulighed for at rejse bogstaveligt hurtigere end lysets hastighed uden at overtræde fysikkens love. Ikke desto mindre tror forskere på muligheden for dets implementering. Fysiker Miguel Alcubierre foreslog først ideen: at skabe et rumfartøj i form af en rugbybold med en flad ring omkring sig. Sandt nok, for at skibet skal flyve, har du brug for en kugle med antimaterie på størrelse med Jupiter.
For at muliggøre et sådant rumfartøj foretog NASAs Harold White ændringer til projektet. I teorien ville hans modificerede skib kræve langt mindre antimaterie i størrelsesordenen 500 kg. Han vil være i stand til at bøje rum-tid og nå en hastighed 10 gange hurtigere end lysets hastighed. Rejsen til den nærmeste stjerne vil tage fire til fem måneder.
Desværre er antimaterie ekstremt ustabil. Bare en tredjedel af et gram antimateriale kan frigive så meget energi, som blev frigivet ved bombningen af Hiroshima. Antimaterie i White's projekt vil blive trukket med 1,5 millioner Hiroshima, hvilket vil være nok til at ødelægge Jorden.