Десять проблем майбутніх міжзоряних подорожей - футурістіка - новини

Зірки над нами настільки гарні, що люди навіть будували цілі міфології на їх основі. Вони дійсно видовищні, і тепер, коли ми дісталися до Місяця і скоро доберемося до Марса, нашим природним прагненням буде шлях до зірок.

Така подорож лягло в основу незліченних історій наукової фантастики і фільмів. Багатьом уже здається, що подорожувати від зірки до зірки легко - потрібно просто натиснути гашетку, однак не все так просто. Залишається кілька серйозних проблем, які потрібно вирішити.

В основу багатьох космічних подорожей в науковій фантастиці лягає переміщення швидше за швидкість світла. В реальності ж фізика перешкоджає такій можливості. І немає ніяких можливостей обійти це фундаментальне обмеження. Навіть подорож з близької до світлової швидкістю стикається з різного роду цікавими релятивістськими проблемами, пов'язаними з масою і енергією. Наша єдина можливість полягає у використанні порталів - червоточини.

Червоточину потрібно ретельно контролювати, що в даний момент знаходиться за межами наших можливостей, і нам потрібно як-небудь створити другу червоточину в пункті призначення. Необхідність відправити кого-то на той кінець для створення червоточини - не найкращий привід для першого міжзоряного подорожі. До того ж фізичні ефекти при подорожі крізь постійну або тимчасову червоточину можуть привести до знищення будь-якої матерії. Ви цілком можете дістатися до пункту призначення у вигляді плазми.

Одна тільки збірка вимагає наявності неймовірних машин в пункті призначення, та й елементарні фізичні закони не дадуть нам з точністю маніпулювати матерією на такому гігантському відстані - аж до іншої зірки. Подібна телепортація буде можлива тільки в ті місця, де ми вже були. Збірка атомів нам поки недоступна, але цілком можлива. Потрібно просто відправити атоми до іншої зірки, і це можна зробити зі швидкістю світла - явно швидше, ніж відправляти тіло, але все одно займе роки.

Інший варіант - зібрати на тому кінці точну копію людини, а попереднього знищити. Але такий варіант навряд чи кого влаштує.

Якщо подорож швидше за швидкість світла неможливо, ми можемо побудувати кораблі поколінь. Світло досягає найближчої до нас зірки за чотири роки, але важкого об'єкту знадобиться набагато більше часу. До більшості зірок доведеться летіти мінімум сотні років. На кораблях поколінь населення може народжуватися і вмирати, поки, через багато років, не досягне пункту призначення. Але у таких кораблів є ряд проблем.

Нащадки елементарно можуть забути про початкової мети місії, оскільки вона перетвориться в легенду за сотні років. Розумна комп'ютерна система могла б навчати людей, які народжуються на кораблі, щоб уникнути подібного провалу, але все одно - дуже важко передбачити, що трапиться за той час, поки покоління зміниться іншим поколінням. Якщо з кораблем що-небудь трапиться, чи покоління, забившее тонкощі інженерного ремесла за довгі роки, зможе чимось допомогти.

Щоб усунути максимум невизначеностей в кораблях поколінь, можна використовувати кораблі яйцеклітин. Вони будуть везти заморожені запліднені людські яйцеклітини, які будуть вирощені і виховані ретельно продуманими машинами, а ті виступлять їх матками, батьками і педагогами. Яйцеклітини можна перетворити в людей після досягнення далекої зірки або планети, а комп'ютери навчать майбутніх завойовників космосу всьому, що потрібно знати.

Проектування таких машин може бути неможливо на даний момент, але в майбутньому - чому б і ні? У будь-якому випадку, як і корабель покоління, корабель яйцеклітин не зможе допомогти людині, яка хоче вирушити на пошуки нових зірок. А штучно вирощеним людям може не сподобатися їх місія або вони взагалі можуть народитися без спраги до подорожей.

Альтернативою кораблю поколінь може стати генетична модифікація людей, які зможуть жити протягом сотень або тисяч років і здійснити подорож в ході свого життя. Всі питання життя в космосі були б вичерпані. Довголіття і безсмертя ретельно вивчаються наукою, однак найбільшою перешкодою в цих питаннях залишаються теломери - кінцеві ділянки хромосом, які стають коротшими кожен раз, коли ваші клітини діляться.

Зрештою довжина теломерів буде з'їдена геть, а клітини почнуть пошкоджувати свою власну життєздатну ДНК у міру поділу. Це означає, що в саму ДНК закладено кількість поділів клітин, яке може статися. Клітини діляться, щоб замінити старі або пошкоджені клітини на кшталт вій, або шкіри, або ділянок шлунка (ви ж знаєте про високий рівень кислотності в шлунку).

Здавалося б, відповідь проста: потрібно зберігати довжину теломерів. Але справа в тому, що єдині дорослі клітини, здатні це робити, канцерогени.

Раз довголіття і нове покоління не стали відповіддю на важливе питання, може допомогти анабіоз. У багатьох фільмах і книгах людей утримували в стані сну, щоб доставити на тривалий відстань. В такому стані люди не старіють, або ж старіють дуже повільно, це такий своєрідний «режим сну». На жаль, теломери і тут представляють проблему.

Наші тіла завжди містять невелику кількість радіоактивних елементів. Вони випромінюють невеликі порції радіації, яка нешкідлива для нас, оскільки нові клітини постійно замінюють пошкоджені. Якщо людина не старіє під час анабіозу, його теломери зменшаться, а клітини не діляться. Будь-які радіоактивні елементи в такому стані будуть наносити довготривалу шкоду тілу, що в кінцевому підсумку призведе до смерті. Навіть повільне старіння не врятує від радіації протягом тривалих періодів часу. Потрібно, щоб клітини ділилися в звичайному темпі.

Навіть якщо людські проблеми подорожі до інших зірок будуть вирішені, залишаться проблеми руху. Звичайні системи включають спалювання палива або реактивної маси, але щоб дістатися до іншої зірки, знадобляться неймовірні запаси палива, що вкрай неефективно. Як рішення - можна набирати паливо по шляху.

У космосі між зірок немає звичайних астероїдів або планет, на які можна сісти і добути палива. На щастя, космос - це далеко не вакуум, в ньому є безліч розсіяних крихітних атомів, переважно водню. Якщо рухатися з великою швидкістю, ці атоми можна зібрати і використовувати як паливо в реакціях на кшталт синтезу (зрозуміло, якщо ми доберемося до нього).

Найближча до нас зірка - це Альфа Центавра. Вона знаходиться в чотирьох світлових роках від Землі. Якщо добиратися до неї на звичайному автомобілі зі швидкістю 60 км / год, знадобиться 72 мільйони років. Навіть якщо допустити, що такий автомобіль буде створений, за цей термін закінчаться всі мислимі періоди розпаду і природного зносу, не кажучи вже про майже нульовий ймовірності прибуття через такий тривалий час.

Потрібна швидкість, навіть якщо вона буде обмежена швидкістю світла. Через крихітних атомів, розкиданих по всьому космосу, будь-яке судно на великій швидкості буде бомбардувати ними з такою силою, що вони проб'ють навіть найміцнішу сталь.

Є два варіанти: люди або машини будуть постійно латати дірки і лагодити пошкодження, а значить знадобиться величезна кількість матеріалів для ремонту, які доведеться везти з собою, або корабель буде зроблений з еластичних матеріалів, які будуть лагодити себе самостійно. Саме такі матеріали зараз і розробляються в космічних агентствах. Погана новина полягає в тому, що вчені не вірять в можливість існування таких матеріалів.

Будова нашого тіла серйозно залежить від гравітації. Коли люди не живуть в умовах звичайної земної гравітації, їх організми починають страждати. Через кілька тижнів або місяців кістки стають ламкими, м'язи - слабкими, а довгострокові наслідки взагалі фатальні.

Люди можуть боротися з такими наслідками шляхом різних вправ і дієт, але через кілька років або десятиліть в космосі людське тіло буде необоротно пошкоджено. Навіть протягом щодо коротких польотів жахливо погіршується зір. Саме цю проблему, до речі, хоче вирішити NASA, перш ніж відправляти людей на Марс.

Замість того, щоб жити в невагомості, можна створити штучну гравітацію шляхом обертання космічного об'єкта. На жаль, на це буде потрібно величезна кількість енергії і палива, а саме обертання неминуче буде викликати нудоту - в короткострокові періоди. Що буде в довгострокові періоди - поки невідомо, чи не вивчалося.

Людям, що живуть на кораблі протягом тривалого періоду, знадобиться система життєзабезпечення. Їм потрібно буде їсти, пити, дихати, мочитися, випорожнюватися, митися і спати. Багато що з цього вже можна робити в космосі з поточними технологіями. Але в разі тривалих поїздок кількість води і їжі стане занадто великим, щоб його можна було взяти з собою.

Самим розумним рішенням було б взяти на корабель самопідтримується екосистему. Рослини виробляють повітря, успішно з'їдаються і споживають людські відходи. Будь-яка екосистема досить неефективна, але зможе продовжити час підтримки життя до прибуття в пункт призначення.

Устаткування корабля буде серйозно пошкоджено газами, які будуть звертатися, проте це можна було б вирішити шляхом створення розумних матеріалів. Ретельно вивчаються водорості, оскільки вони мають величезний потенціал в підтримці екосистем. Але і у них є проблеми - якщо харчуватися водоростями у величезних кількостях, можна серйозно отруїтися. І знову ж таки - генетична модифікація може вирішити і це питання.

Залишиться тільки вирішити попередні дев'ять проблем.