Top 10 problemen met Interstellar Travel

De sterren boven ons zijn een schoonheid waarvan mannen hele mythologieën hebben gemaakt. Ze zijn echt een lust voor het oog, en nu we ons bereik naar de maan hebben uitgebreid, is de natuurlijke vooruitgang dat we misschien naar de sterren willen reizen. Zulke reizen vormen een fundamenteel onderdeel van ontelbare science fictionverhalen en films, en velen zouden de indruk kunnen krijgen dat interstellaire reizen een gemakkelijke taak is, misschien net om de hoek voor het vernuft van de mens. Helaas zijn er enkele ernstige problemen die eerst moeten worden aangepakt.

10

Sneller dan het licht

Veel verhalen bevatten waanzinnige verklaringen van hoe snel-dan-licht reizen mogelijk is. De realiteit is dat de natuurkunde dit voorkomt. Er zijn geen cheats. Zelfs reizen van dichtbij naar licht loopt over allerlei interessante relativistische problemen met massa en energie. Onze enige mogelijkheid is om wormgat portals te gebruiken. Een dergelijk wormgat zou zorgvuldig moeten worden gecontroleerd, wat buiten onze huidige mogelijkheden ligt, en we zouden op de een of andere manier erin moeten slagen om een ​​tweelingwormgat te creëren ver weg op onze gewenste bestemming, wat misschien iemand anders aan het andere eind zou vereisen. Van iemand anders nodig hebben om daar op voorhand aanwezig te zijn, is niet haalbaar voor de eerste interstellaire vlucht. Erger nog, de fysieke effecten van het reizen door een permanent of semi-permanent wormgat zouden elke kwestie vervormen en vernietigen. Je zou als plasma aankomen op je bestemming.

9

Teleportation

Klassieke teleportatie houdt in dat een persoon een apparaat activeert en alleen verdwijnt om tegelijkertijd op de plaats van bestemming weer te verschijnen. Dit is niet zo eenvoudig als het eerst verschijnt. De atomen van de geteleporteerd persoon worden gedemonteerd in de teleport-machine, fysiek naar hun bestemming overgebracht en opnieuw samengevoegd. Het opnieuw samenstellen vereist alleen dat een machine al op de locatie is, omdat er fysieke wetten zijn die ons niet toestaan ​​om materie te manipuleren op zo'n fijn niveau over de enorme afstanden tussen de sterren. Dus teleportatie kan alleen naar plaatsen zijn die al zijn bezocht. De hermontage is op dit moment buiten ons, maar zou mogelijk kunnen zijn. De atomen zouden nog steeds naar een andere ster moeten reizen, die misschien sneller is dan als een lichaam reizen, maar toch nog jaren zou duren. De dichtstbijzijnde ster bij de zon is vier lichtjaren verwijderd, dus alles wat verzonden wordt, duurt langer dan vier jaar om er te komen. Als alternatief kan de machine voor het opnieuw monteren een voorraad atomen hebben waaruit de persoon kan worden samengesteld, maar dit is in essentie het maken van een kopie en het vernietigen van het origineel. Veel mensen zouden dit niet prettig vinden.

8

Generation Ships

Als sneller dan licht reizen onmogelijk of onpraktisch is, kunnen we naar generatieschepen kijken. Hoewel onze dichtstbijzijnde ster slechts vier jaar licht heeft om te bereiken, zouden zware voorwerpen veel langer duren. De meeste sterren zouden honderden jaren nodig hebben om te bereiken. Generatieschepen zijn ontworpen voor een bevolking om generaties lang te leven totdat de bestemming vele jaren later door de nakomelingen wordt bereikt. Er zijn verschillende problemen met een generatieschip. De afstammelingen vergeten wellicht het oorspronkelijke doel van de missie terwijl deze in de loop der jaren in de legende vervaagt. Een slim ontworpen computersysteem kan mensen geboren op het schip opleiden om dit te voorkomen, maar het wordt steeds moeilijker om te voorspellen wat er kan gebeuren als de generaties voorbijgaan. Als er een probleem is met het schip, zal een bevolking die door de eeuwen heen in wreedheid is afgedaald, hulpeloos zijn.

7

Ei schepen

Om zoveel mogelijk onzekerheid bij generatieschepen te verwijderen, kunnen eierenschepen worden gebruikt. Deze zouden bevroren bevruchte menselijke eitjes bevatten die zouden worden gevoed door zorgvuldig ontworpen machines, die als baarmoeders, ouders en opvoeders fungeren. De eieren zouden in mensen worden gegroeid als de verre ster of planeet wordt bereikt, en computers zouden hen alles leren wat ze nodig hadden om te weten over hun missie, hoe ze te overleven en wat ze moesten doen. Het ontwerpen van zorgzame machines die de nieuwe mensen niet emotioneel zouden stompen, is op dit moment ver te boven, maar misschien niet onmogelijk in de toekomst. Echter, net als het generatieschip helpt een eierenschip niet het individu dat zelf naar de sterren wil reizen. Wachten op kunstmatig opgewekte mensen om de droom te leven van het bereiken van de sterren lang nadat je bent gestorven, is voor veel mensen onaanvaardbaar.

6

lang leven

Een alternatief voor een generatieschip is om mensen genetisch te verbeteren om honderden of duizenden jaren te leven zodat ze de reis in hun leven kunnen maken, ervan uitgaande dat de huidige problemen van het leven in de ruimte zijn opgelost. Lang leven en onsterfelijkheid zijn beide onderwerpen van veel wetenschappelijk onderzoek, maar hun grootste obstakel is telomeren. Telomeren zijn secties aan de uiteinden van je DNA die iets korter worden gesneden elke keer dat je cellen delen. Uiteindelijk worden de lengtes van de telomeren weggevreten en beginnen uw cellen hun eigen vitale DNA te beschadigen terwijl ze zich delen. Dit betekent dat ons eigen DNA het aantal celdelingen beperkt dat we kunnen maken. Cellen splitsen zich op om oude of beschadigde cellen te vervangen, bijvoorbeeld wanneer u uw huid ergens op borstelt of doordat uw maagwandcellen voortdurend worden vervangen vanwege de hoge zuurgraad in de maag. Het antwoord lijkt te zijn in het lang houden van telomeren, maar over het algemeen zijn de enige volwassen cellen die dit kunnen doen kanker.

5

stasis

Wanneer een lange levensduur en het gebruik van een andere generatie niet mogelijk zijn, gebruiken veel films en verhalen mensen in opgeschorte animaties om lange reizen uit te leggen. Mensen zouden niet in zo'n staat kunnen verouderen, of zouden heel langzaam verouderen, en het zou veel op winterslaap lijken. Helaas vormen telomeren opnieuw een probleem. Onze lichamen bevatten altijd een klein aantal radioactieve elementen. Deze stoten kleine hoeveelheden straling uit, die onschadelijk zijn omdat onze cellen voortdurend beschadigde cellen vervangen.Als een persoon niet ouder wordt in stasis, dan kan hun telomeren niet verkorten en dus kunnen hun cellen niet delen. Hieruit volgt dat eventuele radioactieve elementen permanente schade aan het lichaam veroorzaken, en als dit genoeg tijd wordt gegeven, kan dit de dood tot gevolg hebben. Zelfs langzaam ouder worden zou radioactieve schade gedurende lange perioden niet kunnen bijhouden. We hebben onze cellen nodig om te delen met een normale snelheid.

4

Voortstuwing

Zelfs als de menselijke problemen om naar andere sterren te reizen zijn opgelost, blijft het probleem van de voortstuwing bestaan. Een traditioneel systeem omvat het verbranden van brandstof of reactiemassa, maar om een ​​andere ster te bereiken, zijn onpraktisch grote hoeveelheden nodig. Een oplossing is om onderweg brandstof op te nemen. In de ruimte tussen de sterren zijn er geen geschikte asteroïden en planeten om op te landen en de mijne om brandstof. Gelukkig is de ruimte niet echt een vacuüm en bestaan ​​er kleine atomen die ver uit elkaar liggen, meestal waterstof. Met een hoge snelheid konden deze atomen worden verzameld en gebruikt bij brandstof in een efficiënte reactie zoals fusie (ervan uitgaande dat we ooit fusie bereiken). Om ze te verzamelen, is een enorme primeur nodig, en conservatieve berekeningen stellen het op zijn minst 2000 vierkante kilometer in oppervlakte, wat het schip zou verlammen met zijn weerstand en de snelheid zou beperken tot langzamer dan de spaceshuttle. Dit systeem is ook berekend om verschrikkelijk inefficiënt en niet levensvatbaar te zijn, aangezien onze zon in een schaars gebied in de ruimte wordt geplaatst en een slechte brandstofbron vormt.

3

Schade

Onze dichtstbijzijnde sterren zijn Alpha Centauri, vier lichtjaren verwijderd. Reizend met standaard autosnelheid, 60 km / h, zou dit 72 miljoen jaar duren om te bereiken. Zelfs als alle bovenstaande argumenten worden overwonnen, is een dergelijk tijdsbestek onmogelijk vanwege natuurlijke slijtage en verval, laat staan ​​de bijna nulkans om helemaal na zo'n lange tijd aan te komen. Snelheid is nodig, zelfs als deze wordt beperkt door de snelheid van het licht. Vanwege de kleine atomen verspreid door de ruimte, zal elk schip dat vaart op snelheid door hen worden getroffen met zo'n kracht dat ze zelfs door het sterkste staal scheuren. Kleine spongaten die dwars door een schip gaan, zijn nauwelijks een goede zaak. Er zijn nog twee opties: mensen of machines patchen constant de schade, waardoor onpraktisch grote hoeveelheden reparatiemateriaal moeten worden gebracht, of het schip is gemaakt van elastisch materiaal dat zichzelf geneest. Het goede nieuws is dat NASA onderzoek heeft gedaan naar dergelijke materialen. Het slechte nieuws is dat ze ze niet haalbaar achten.

2

Zwaartekracht

De structuur van ons lichaam is in feite afhankelijk van de zwaartekracht. Wanneer mensen niet in de normale zwaartekracht van de Aarde leven, beginnen onze lichamen te lijden. Na een paar weken of maanden worden onze botten broos en onze spieren vermoeid, met veel meer onaangename langetermijneffecten. Deze kunnen enigszins worden bestreden met verschillende oefeningen en diëten, maar na jaren of decennia in de ruimte raakt het menselijk lichaam blijvend beschadigd. Zelfs voor relatief korte vluchten verslechtert het gezichtsvermogen zo slecht dat NASA het beschouwt als een belangrijke grens die moet worden overwonnen alvorens bemande missies naar Mars te ondernemen. In plaats van te leven in gewichtloosheid, kan versnelling van de zwaartekracht worden veroorzaakt door het ruimteschip snel rond te draaien. Helaas vereist dit enorme hoeveelheden energie en brandstof en veroorzaakt op korte termijn misselijkheid. De langetermijneffecten zijn niet onderzocht maar worden als slecht beschouwd.

1

Voedsel, lucht en water

Alle mensen die langdurig op een schip wonen, hebben levensondersteuning nodig. Ze moeten eten, drinken, ademen, urineren, uitscheiden, wassen en slapen. Veel hiervan zijn behandeld in reeds gemaakte ruimtevluchten. Op langere ritten wordt de benodigde hoeveelheid voedsel en water echter te groot om te nemen. De meest waarschijnlijke oplossing is om van het schip een autonoom ecosysteem te maken. Planten kunnen lucht produceren, worden gegeten en menselijke afvalstoffen consumeren. Elk ecosysteem is enigszins inefficiënt, maar het kan zich mogelijk nog lang genoeg vol houden om de bestemming te bereiken. De apparatuur van het schip zou geleidelijk vervallen van de verschillende gassen die gerecycled worden, maar slim onderhoud of nieuwe materialen kunnen dit omzeilen. Het meest efficiënte systeem zou een enkele plant omvatten. Algen zijn sterk onderzocht vanwege hun potentieel, waarbij de spirspiralingae het meest wordt bekeken. Het zou zorgen voor lucht, afval en voedsel. Het is geen complete voedingsbron op zich en wordt giftig als het wordt besmet of wanneer het in grote hoeveelheden wordt gegeten, maar gentechnologie kan dat in de toekomst veranderen.