Budú ľudia niekedy stavať hviezdne lode?

"Budeme niekedy žiť medzi hviezdami?"

To je veľká otázka Rachel Armstrongovej - a je odhodlaná odpovedať. Armstrong, profesor experimentálnej architektúry na Univerzite v Newcastle vo Veľkej Británii, premýšľal o stavbe bez nuly pre celú svoju kariéru a najmä od vstupu do medzinárodného projektu Icarus Interstellar, ktorý je určený na podporu a uľahčenie medzihviezdneho letu v 21. storočí. „Má to čo do činenia s prekračovaním našich hraníc a viac, než sme práve teraz,“ hovorí. „Otázka vesmírnej lode je naozaj o povahe ľudstva. A to je odlišné od toho, či sme my môcť vybudovať hviezdnu loď. “

Môže alebo nemôže podliehať zmenám, ale je alebo nie je produktom samotného ľudstva - naše úvahy, naše priority. Kontext otázky hviezdnej lode je populačný rast, zhoršovanie životného prostredia, vedecký výskum a impulz na preskúmanie. V porovnaní so všetkým je definovanie predmetu vyšetrovania jednoduché: hviezdna loď, podľa Armstronga, je nádoba, ktorá sa dá použiť na prepravu organického života do sveta mimo našej slnečnej sústavy. Existujú dve hlavné charakteristiky, ktoré oddeľujú hviezdnu loď od iných druhov kozmických lodí: schopnosť udržať život na palube dlhý čas a schopnosť prenášať tento život do iných mesiacov a planét.

Život vo vesmíre je vec, ktorú môžeme urobiť. To ponúka ISS. Čo ISS nedokáže urobiť, je presun cez galaktické vzdialenosti. Pohon je, pokiaľ ide o lode, rub. Vedci odhadujú, že s cieľom dostať sa do iného hviezdneho systému v priebehu 100 rokov by kozmická loď musela cestovať rýchlosťou asi 10 percent. Bez warpovej jednotky sú veci zložité.

Zo všetkých súčasných alebo navrhovaných technológií si Armstrong myslí, že solárne plachty sú najrealistickejšie. Solárna plachta v podstate využíva tlak žiarenia emitovaný hviezdami ako hnaciu silu. Radiačný tlak v tomto prípade by tlačil proti veľkým ultratenkým zrkadlám pripojeným k kozmickej lodi ako plachta, pohybujúc sa dopredu vo veľmi vysokých rýchlostiach. Jedná sa o (pomerne) cenovo dostupný typ pohonu. V skutočnosti je to tak lacné, že je základom projektu LightSail financovaného občanskou spoločnosťou Planetary Society, ktorý uskutočnil skúšobný let v júni 2015. Na palube nie je potrebné nosiť a skladovať akýkoľvek druh paliva.

„Môžeme to skutočne začať,“ hovorí Armstrong.

Ale existujú nevýhody. Ak nečakané kúsky vesmírneho prachu a nečistôt narazia na tenký materiál plachty, celá vec môže byť nenapraviteľne poškodená v priebehu niekoľkých sekúnd. Armstrong hovorí, že robotická sonda skenujúca takýto vesmírny odpad by mohla pomôcť poskytnúť nejaké včasné varovanie, ale plachta by ešte musela vykonať únikové manévre. Ak na palube nie sú žiadne záložné pohonné systémy, astronauti by boli v úplnom milosrdenstve radiačných tlakov a slnečných vetra, ktoré sú menej než predvídateľné.

Existujú aj ďalšie, radikálnejšie technológie pohonu, ktoré by pravdepodobne dávali väčší zmysel pre väčšie typy lodí. Najväčšiu zmysel má jadrová energia. Môžeme už robiť jadrové štiepenie (je to spôsob, akým poháňame jadrové reaktory tu na Zemi), ale jadrová fúzia by bola veľa viac efektívny. Mnohé iné druhy koncepčných technológií sa odvíjajú od technológie fúzie, napríklad pomocou laserov a elektrónových lúčov na poháňanie lode vpred. Bohužiaľ sa nezdá, že by sme boli bližšie k tomu, aby sa fúzia stala realitou, ako sme boli pred desiatimi rokmi.

Ďalšou veľkou prekážkou dizajnu hviezdnej lode je obývateľnosť. Jedna vec je poslať ľudí do vesmíru a druhého, aby ich udržali nažive. Armstrong tvrdí, že toto môže byť vykonané, ale len s pôdou.

„Ak prežijeme, potrebujeme pôdu,“ hovorí. "Tam je organická hmota."

Pôda je nevyhnutná pre rast rastlín, ktorý je potrebný na produkciu kyslíka, ovocia a zeleniny. Rôzne druhy rastlín by tiež mohli poskytovať tonu rôznych organických materiálov, ktoré sú užitočné v širokom spektre okolností. Bohužiaľ, tento výskum je ťažké sledovať. Medzinárodná zmluva o vesmíre z roku 1967 obmedzuje experimenty na mikroorganizmoch v extrémnom prostredí. Za predpokladu, že zmluva bola upravená, by vedci museli nájsť spôsob, ako využiť dynamické chemické procesy na terraformovanie vysoko lokalizovaných zón. To by si vyžadovalo „super pôdy“.

"Môžeme navrhnúť komplexné život-baring tkaniny, ktoré idú nad rámec myšlienky vody a vzduchu zmiešané v určitých pomeroch," hovorí Armstrong. „Ak by sme strategicky predstavili rôzne druhy organizmov a možno aj technologické látky, možno by sme zistili, že pôda môže urobiť oveľa viac, než prirodzene.“

Syntetická biológia nám môže dokonca pomôcť bioinžinierom, ktoré by mohli hrať rozhodujúcu úlohu v prostredí hviezdnej lode. Tieto rastliny by sa mohli vyrábať tak, aby produkovali kyslík vo väčších množstvách, živili sa menej zdrojmi, filtrovali vodné systémy na recykláciu pitnej vody, vyrábali ovocie a zeleninu rýchlejšie.

Trvalo udržateľné biotopy však neznamenajú len poskytnutie zdrojov, ktoré by pomohli zvýšiť život. Armstrong strávil veľa času skúmaním „živých technológií“ - v ktorých metabolické materiály pôsobia ako „chemické rozhranie alebo jazyk, prostredníctvom ktorého sa umelé štruktúry, ako napríklad architektúra, môžu spojiť s prirodzenými systémami“. Tieto materiály majú v podstate metabolické vlastnosti, ktoré im umožňujú transformovať do rôznych štátov prostredníctvom energetických procesov. Armstrong sa najviac zaujíma o pochopenie toho, ako by sa metabolické materiály mohli podieľať na vytváraní ekologickej krajiny popri konvenčnejších stavebných materiáloch.

Jedným z príkladov sú „kvapôčky ropného oleja“, ktoré sa môžu pohybovať v prostredí a podliehajú komplexnému správaniu na základe meniacich sa podmienok. To môže znamenať, že bude stále viac citlivé na svetlo; reagovanie na vibrácie a otrasy; zmena meniacich sa vzduchových zmesí uvoľňovaním rôznych druhov odpadových produktov; alebo dokonca samo-opravy po poškodení. Táto posledná schopnosť by mohla byť obzvlášť užitočná pri vytváraní vrstvy trupu kozmickej lode, ktorá pomáha minimalizovať škody spôsobené inými neviditeľnými objektmi, ktoré poškodzujú priestor, ako sú malé kamene alebo kúsky ľadu.

Vďaka týmto prekážkam je nepravdepodobné, že by sme splnili termín 2100 lodí spoločnosti Armstrong. Aj keby technologické obmedzenia neboli problémom, hospodárske a politické sily by proces nepochybne spomalili. Armstrong však dúfa, že so zvýšeným záujmom vrátiť sa na Mesiac a dostať ľudí na Mars by sme mohli čoskoro založiť výskumnú stanicu, ktorá by sa venovala výlučne tomu, ako vybudovať hviezdnu loď.

„Sme veľmi vážni, pokiaľ ide o vytvorenie medziplanetárnej civilizácie,“ hovorí Armstrong.

„Hoci to znie ako sci-fi, myslenie o hviezdach nás pozýva, aby sme strategicky premýšľali o spôsobe, akým ideme robiť veci dlhodobo, pre ďalšie generácie. Nevieme, čo sa bude diať ďalej, ale musíme ísť do neznáma. “