Ljudje že dolgo sanjajo o potovanju na oddaljene planete; isto vprašanje je bilo v znanstveni fantastiki zajeto že več kot stoletje. V resnici obstaja veliko težav, ki nam to preprečujejo, vključno s pomanjkanjem ustreznih tehnologij. Toda to ne ustavi znanstvenikov, da teoretizirajo o možnih načinih osvajanja vesolja, ki bodo morda nekega dne postali čisto resnični.
Ionski motorji
Jon Thrusters najverjetneje ne bodo novi navijači Star Wars, saj so jih leteli borci TIE. To je tudi dobro uveljavljena tehnologija, ki jo je uporabila sonda Dawn, ki je bila lansirana septembra 1997 za proučevanje pritlikavih planetov Vesta in Ceres.
Ionski motorji delujejo, ko so ksenonski atomi bombardirani z elektroni, da tvorijo ione. Na zadnjem delu motorja so kovinske mreže, napolnjene pri 1000 voltov, ki sprožijo ione z ogromno hitrostjo. Potisk je precej majhen, a ker je prostor brez trenja in ničelne gravitacijske okolice, se nenehno povečuje. Največja hitrost zore je 38.600 km / h.
Ionski motorji zahtevajo minimalno gorivo. So 10-krat učinkovitejši od kemičnih motorjev. Svojo energijo dobivajo iz velikih sončnih plošč, zato ni treba graditi skladišča goriva. Prav tako daje ionskim potisnikom v teoriji neizčrpen vir energije.
Trenutna težava z ionskimi motorji je, da so prepočasni za prevoz ljudi. Uporabili bi jih lahko na primer za prevoz opreme in zalog do marsovskih kolonij.
Promocijski video:
Bussard ramjet
Kot že omenjeno, je eden največjih izzivov, ki se soočajo s vesoljskim potovanjem, količina potrebnega goriva. Za rešitev te težave v šestdesetih letih prejšnjega stoletja je bilo predlagano oblikovanje tako imenovanega Bussard Interstellar Ramjet.
Ideja je, da vesoljsko plovilo med potovanjem pobere protone, raztresene po vesolju. Če je mogoče te protone nato sintetizirati, vesoljsko plovilo v bistvu leti z jedrsko raketo.
Res je, da s konceptom Ramjet obstajajo številne težave. Lahko dvignete le določeno število protonov, in ko se protoni pobirajo, se bo rodil tudi pomemben odpor. Poleg tega obstaja majhno vprašanje o ustvarjanju stabilne delujoče naprave za jedrsko fuzijo.
Gibanje na jedrski impulz
Zamisel o uporabi jedrske energije za izstrelitev vesoljskih plovil sega v petdeseta leta. Projekt Orion je bil pobuda NASA, ki se je odločila zgraditi ladjo velikosti lepega nebotičnika, ki se je začela iz eksplozije jedrske bombe pod njo. O težavah, povezanih s projektom, že začnete ugibati. Za začetek naj bi po tem projektu ostala ogromna količina sevanja, sami astronavti pa bodo deležni radiacijske zastrupitve.
Ko bomba eksplodira, bo ustvarila elektromagnetni impulz, ki bo uničil elektroniko na krovu. In to, če je izstrelitev še vedno uspešna in ne vodi v usodne izgube. Projekt Orion je bil obravnavan predvsem zato, ker bi nas lahko na Mars pripeljal čez tri mesece. Navadna ladja bi potrebovala osemnajst.
Očitno je projekt Orion mrtev, toda ideja, ki stoji za njim, živi naprej. Voyager 1, Voyager 2 in Cassini so za svoje lete uporabljali obliko jedrske energije, ki temelji na razpadanju plutonija in jo pretvori v električno energijo. Na žalost so se rezerve potrebnega plutonija na našem planetu končale, zato je precej težko začeti ponovno proizvodnjo, saj gre za stranski proizvod ustvarjanja jedrskih bomb.
Gibanje po laserskih žarkih
Letališki vesoljski inženir Leic Mirabeau se je zamisel o uporabi laserskega gibanja lotil leta 1988, ko je delal na projektu protiraketne obrambe Star Wars. Aparat Mirabeau naj bi bil stožčast. Z ozkega konca stožca, ki vsebuje parabolični reflektor, bi izstrelil močan laserski žarek.
S tem bi segrevali zrak v notranjosti do 30.000 stopinj, kar bi povzročilo eksplozije, ki ustvarjajo potisk. Mirabeau je verjel, da se bo takšna naprava pojavila v naslednjih 20 letih, vendar so njegovi vrstniki na to idejo gledali skeptično.
Medzvezdano vesoljsko plovilo "Daedalus"
Britansko medplanetarno društvo že pet let izvaja raziskave, od leta 1973, in raziskuje možnost pošiljanja ljudi v Barnardovo zvezdo, ki je oddaljena šest svetlobnih let. Njihova rešitev je bilo medplanetarno vesoljsko plovilo "Daedalus". Daedalus je bil velikansko vesoljsko plovilo, velikosti tudi dobrega nebotičnika, in zagotovo bi ga sestavili na zemeljski orbiti.
Tako kot Project Orion je moral uporabljati tudi fuzijske motorje. Pelete z gorivom bi se z veliko hitrostjo vbrizgavale v reakcijsko komoro, kjer bi jih žarki visokoenergijskih elektronov vžgali. Prva stopnja naj bi Zemlji dvignila 46.000 ton goriva, druga - majhen del ladje s 4.000 ton goriva. Gorivo naj bi bilo helij-3.
Helij-3 je na Zemlji neverjetno redek, na Luni pa naj bi bil veliko bolj obilen; najdemo ga tudi v kozmičnih oblakih. Zbiranje potrebnega zneska bi trajalo 20 let. Tudi helij-3 je kot gorivo zelo težko vžgati, saj zahteva veliko toplote. A če bi projekt izgorel, bi naprava pospešila na 12,2% hitrosti svetlobe in bi čez 50 let dosegla Barnardovo zvezdo.
Leta 2009 so se raziskave začele v okviru projekta Icarus, ki naj bi pokazal, kakšna lahko postanejo medzvezdna potovanja po toliko letih znanstvenega napredka.
Vožnja asteroida
Eden največjih težav vesoljskega potovanja ostaja vpliv kozmičnih žarkov. Če človek potrebuje 1000 dni, da pride na Mars, bo prejel tako sevanje, da se bodo možnosti za razvoj raka povečale z 1 na 19 odstotkov.
Vesoljsko plovilo je izdelano iz lahkih materialov, sevalni ščitniki pa so pretežki. Zato profesor fizike na Massachusetts Institute of Technology verjame, da je najboljši način potovanja na dolge razdalje pristanek na asteroidu in ustvarjanje tunela pod njegovo površino.
Asteroid mora biti širok 10 metrov, od Zemlje in Marsa pa nekaj milijonov kilometrov. Do zdaj je znanih pet takih asteroidov in vsi bodo do leta 2100 prešli blizu Zemlje. Potovanje bo enosmerno, saj ni asteroidov, ki bi leteli naprej in nazaj. Vendar se nova odkritja nenehno dogajajo, zato bomo morda našli pravi asteroid, ki leti z Marsa do nas ob pravem času.
Sončno jadro
Čeprav so jadra po današnjih standardih komajda visokotehnološka, so v vesoljskem kontekstu prejela dobro posodobitev. Namesto da bi uporabljali veter, bodo ta jadra uporabila sončno energijo. Sončna jadra bodo vesoljskim plovilom dala majhen potisk, ker pa trenja v prostoru ni, bodo ta jadra postopoma pobirala hitrost.
Na primer, sončno jadro v širini 400 metrov lahko prevozi več kot dve milijardi kilometrov na leto. To je hitrejše, kot lahko plovilo s kemičnim pogonom. Tudi ceneje bi bilo.
Projekti sončnega jadra tudi niso redki. Eden od NASA se imenuje Sunjammer, poimenovan po kratki zgodbi Arthurja Clarka. Jadrje Sunjammer je lahko izdelano iz materiala Kapton in je lahko debelo pet mikronov, tehta manj kot 20 kilogramov, ob pakiranju pa je enako veliko kot pralni stroj.
Druga varianta, ustvarjena v čast Carla Sagana, bi morala kmalu zapustiti orbito. Obstaja tudi teorija, da bi sončno jadro lahko vesoljsko plovilo odpeljalo v drug sončni sistem. Takšno jadro bo veliko veliko mesto in njegovo aktivno središče bo močan laser.
Magnetno jadro
Večina protonov in elektronov, ki jih oddaja Sonce, sega od 400 do 600 kilometrov na sekundo. Magnetno jadro bi lahko porabilo svojo energijo in se od njih oddaljilo. Zanka prevodnega materiala lahko ustvari magnetno polje, ki je pravokotno na sončni veter in to bo plovilo potisnilo v želeno smer.
Težava je v tem, da mora biti magnetno jadro dolgo 100 kilometrov. Tehnologije, ki bodo omogočile izdelavo jadra iz superprevodnega materiala takšne velikosti in vzdrževanje zahtevane temperature, zdaj preprosto niso na voljo. Magnetna jadra ostajajo teorija, dokler se tehnologija ne razvije.
Črvič
Prvotno iz znanstvene fantastike so črvičke navdihnile ljudi že od svojega nastanka v teoriji leta 1921. Čeprav je njihov obstoj dovoljen, neposrednih dokazov za to še ni bilo. Wormholes so v bistvu tuneli v vesolju, skozi katere lahko teoretično poteka predmet. Hkrati so črvičke nestabilne - če nekdo želi iti skozi eno od teh, se lahko njegove stene zrušijo.
Za varen prehod skozi polž mora aparat uporabiti protigravitacijsko silo. Fiziki verjamejo, da preprosto ne bomo zbrali dovolj energije. Če obstaja črvička, skozi katero lahko prehajajo ljudje, je v naravi zagotovo ni; vendar bi ga lahko zgradila dovolj napredna civilizacija. Torej, dokler ga ne srečamo ali zgradimo, bo črviček ostal znanstvena fantastika.
Warp Drive
Zamisel Star Trek, ki jo je populariziral Star Trek, vam omogoča, da potujete dobesedno hitreje od svetlobne hitrosti, ne da bi kršili zakone fizike. Kljub temu znanstveniki verjamejo v možnost njegovega izvajanja. Fizik Miguel Alcubierre je najprej predlagal idejo: ustvariti vesoljsko plovilo v obliki kroglice za ragbi z ravnim obročem okoli njega. Res je, da ladja leti, potrebujete kroglico antimaterije velikosti Jupiter.
Da bi omogočil takšno vesoljsko plovilo, je NASA Harold White spremenil projekt. Teoretično bi njegova spremenjena ladja potrebovala veliko manj antimaterije, in sicer približno 500 kilogramov. Lahko bo upognil prostor-čas in dosegel hitrost 10-krat hitrejšo od hitrosti svetlobe. Pot do najbližje zvezde bo trajala štiri do pet mesecev.
Žal je antimaterija izredno nestabilna. Le tretjina grama antimaterije lahko sprosti toliko energije, kot je bilo sproščenega ob bombardiranju Hirošime. Antimaterija v Whiteovem projektu bo potegnila 1,5 milijona Hirošime, kar bo dovolj za uničenje Zemlje.