Ini adalah pokok fiksyen ilmiah, dan sesuatu yang banyak orang khayalkan pada satu ketika atau lain masa: idea untuk menghantar kapal angkasa dengan penjajah dan menanamkan benih kemanusiaan di antara bintang-bintang. Antara menemui dunia baru, menjadi spesies antarbintang, dan mungkin juga menemui peradaban luar daratan, impian untuk menyebarkan di luar Sistem Suria adalah sesuatu yang tidak dapat menjadi kenyataan secepat mungkin!
Selama beberapa dekad, para saintis merenungkan bagaimana kemanusiaan satu hari mencapai tujuan yang tinggi ini. Dan pelbagai konsep yang mereka hasilkan hadir dengan banyak kebaikan dan keburukan. Kebaikan dan keburukan ini dibangkitkan dalam kajian baru-baru ini oleh Martin Braddock, anggota Mansfield and Sutton Astronomical Society, Fellow of the Royal Society of Biology, dan Fellow of the Royal Astronomical Society.
Kajian yang bertajuk "Konsep Perjalanan Angkasa Dalam: Dari Pemacu Warp dan Hibernasi ke Kapal Dunia dan Cryogenics", baru-baru ini muncul dalam jurnal ilmiah Trend Semasa dalam Kejuruteraan Bioperubatan dan Biosains (penerbitan Juniper Journals). Seperti yang ditunjukkan oleh Braddock dalam kajiannya, persoalan bagaimana manusia dapat meneroka sistem bintang jiran menjadi lebih relevan dalam beberapa tahun kebelakangan ini berkat penemuan exoplanet.
Seperti yang telah kita ulas dalam artikel sebelumnya, "Berapa lama perjalanan ke Bintang terdekat?", Ada banyak cara dan teori yang dicadangkan untuk melakukan perjalanan antara Sistem Suria kita dan bintang-bintang lain di galaksi. Namun, di luar teknologi yang terlibat, dan masa yang diperlukan, ada juga implikasi biologi dan psikologi untuk kru manusia yang perlu dipertimbangkan sebelumnya.
Dan berkat cara minat masyarakat terhadap penerokaan angkasa lepas diperbaharui dalam beberapa tahun terakhir, analisis kos-manfaat dari semua kaedah yang mungkin menjadi semakin diperlukan. Seperti yang dikatakan oleh Dr. Braddock kepada Space Magazine melalui e-mel:
"Perjalanan antara bintang menjadi lebih relevan kerana usaha bersama untuk mencari jalan di semua agensi luar angkasa untuk menjaga kesihatan manusia dalam perjalanan ruang angkasa" pendek "(2-3 thn). Dengan misi Mars yang dapat dilihat, kematian Stephen Hawking menyoroti kepercayaannya bahawa kita harus menjajah ruang dalam dan tekad Elon Musk untuk meminimumkan pembaziran dalam perjalanan angkasa, bersama dengan visi yang dilahirkan semula dari aksesori 'bolt-on' ke ISS (Bigelow yang dapat dikembangkan modul) menghasilkan beberapa konsep khayalan. "
Semua diberitahu, Dr. Braddock menganggap lima kaedah asas untuk memasang misi kru ke sistem bintang lain dalam kajiannya. Ini termasuk perjalanan super-luminal (aka / FTL), sistem hibernasi atau stasis, kejuruteraan penuaan (alias anti-penuaan) yang tidak dapat dielakkan, kapal-kapal dunia yang mampu menyokong pelbagai generasi pelancong (aka kapal generasi), dan teknologi pembekuan sitogenik.
Untuk perjalanan FTL, kelebihannya jelas, dan walaupun masih sepenuhnya teori pada ketika ini, terdapat konsep yang sedang diselidiki hari ini. Konsep FTL yang terkenal - dikenali sebagai Alcubierre Warp Drive - kini sedang diteliti oleh pelbagai organisasi, yang merangkumi Yayasan Tau Zero dan Makmal Fizik Advanced Propulsion: Eagleworks (APPL: E) di Pusat Angkasa Johnson NASA.
Untuk menguraikannya secara ringkas, kaedah perjalanan angkasa ini melibatkan peregangan kain ruang-waktu dalam gelombang yang (secara teori) menyebabkan ruang di hadapan kapal berkontrak dan ruang di belakangnya mengembang. Kapal kemudian akan menaiki wilayah ini, yang dikenal sebagai "gelembung melengkung", melalui ruang angkasa. Oleh kerana kapal tidak bergerak di dalam gelembung, tetapi sedang dibawa ketika wilayah itu sendiri bergerak, kesan relativistik konvensional seperti pelebaran masa tidak akan berlaku.
Seperti yang ditunjukkan oleh Dr. Brannock, kelebihan sistem pendorong seperti itu termasuk dapat mencapai perjalanan FTL yang "nyata" tanpa melanggar undang-undang Relativiti. Selain itu, kapal yang bergerak dalam gelembung melengkung tidak perlu khawatir bertabrakan dengan puing-puing ruang, dan tidak akan ada batasan atas kecepatan maksimum yang dapat dicapai. Malangnya, kelemahan kaedah perjalanan ini juga jelas.
Ini termasuk fakta bahawa pada masa ini tidak ada kaedah yang diketahui untuk membuat gelembung melengkung di kawasan ruang yang belum mengandungnya. Di samping itu, tenaga yang sangat tinggi diperlukan untuk mewujudkan kesan ini, dan tidak ada cara yang diketahui untuk kapal keluar dari gelembung melengkung setelah ia masuk. Ringkasnya, FTL adalah konsep teori semata-mata untuk masa ini dan tidak ada petunjuk bahawa ia akan beralih dari teori ke praktik dalam masa terdekat.
"[Strategi] pertama adalah perjalanan FTL, tetapi strategi lain menerima bahawa perjalanan FTL sangat teori dan satu pilihan adalah memperpanjang hidup manusia atau melakukan pelayaran pelbagai generasi," kata Dr Braddock. "Yang terakhir dapat dicapai di masa depan, mengingat kesediaan untuk merancang kapal yang cukup besar dan pengembangan teknologi pendorong untuk mencapai 0,1 x c."
Dengan kata lain, konsep yang paling masuk akal untuk perjalanan ruang angkasa antara bintang tidak mungkin mencapai kelajuan lebih dari sepuluh peratus kelajuan cahaya – kira-kira 29,979,245.8 m / s (~ 107,925,285 km / j; 67,061,663 mph) Ini masih merupakan sangat pesanan tinggi memandangkan misi terpantas setakat ini adalah Helios 2 misi, yang mencapai kecepatan maksimum lebih dari 66,000 m / s (240,000 km / j; 150,000 mph). Namun, ini menyediakan kerangka kerja yang lebih realistik untuk dikendalikan.
Di mana masalah rejimen hibernasi dan stasis, kelebihan (dan kekurangan) lebih cepat. Sebagai permulaan, teknologi ini dapat direalisasikan dan telah banyak mengkaji skala masa yang lebih pendek untuk manusia dan haiwan. Dalam kes terakhir, kitaran hibernasi semula jadi memberikan bukti yang paling meyakinkan bahawa hibernasi dapat berlangsung selama berbulan-bulan tanpa kejadian.
Kelemahan, bagaimanapun, datang kepada semua yang tidak diketahui. Sebagai contoh, terdapat kemungkinan risiko atrofi tisu akibat jangka masa yang diluangkan dalam lingkungan mikrograviti. Ini dapat dikurangi dengan graviti buatan atau cara lain (seperti elektrostimulasi otot), tetapi diperlukan kajian klinikal yang cukup sebelum ini dapat dilakukan. Ini menimbulkan banyak masalah etika, kerana ujian sedemikian akan menimbulkan risiko mereka sendiri.
Strategi untuk Senescence yang diabaikan yang direkayasa (SENS) adalah jalan lain, yang menawarkan potensi bagi manusia untuk mengatasi kesan penerbangan jarak jauh dengan membalikkan proses penuaan. Selain memastikan bahawa generasi yang sama yang menaiki kapal akan menjadi yang akan sampai ke tempat tujuannya, teknik ini juga berpotensi untuk mendorong penyelidikan terapi sel induk di Bumi.
Walau bagaimanapun, dalam konteks penerbangan jarak jauh, banyak rawatan (atau rawatan berterusan sepanjang proses perjalanan) mungkin diperlukan untuk mencapai peremajaan sepenuhnya. Sejumlah besar penyelidikan juga diperlukan sebelumnya untuk menguji proses dan menangani komponen penuaan individu, sekali lagi membawa kepada sejumlah masalah etika.
Kemudian ada kapal induk (alias kapal generasi), di mana kapal angkasa mandiri dan mandiri yang cukup besar untuk menampung beberapa generasi pelancong ruang angkasa akan digunakan. Kapal-kapal ini akan bergantung pada penggerak konvensional dan oleh itu mengambil masa berabad-abad (atau ribuan tahun) untuk mencapai sistem bintang yang lain. Kelebihan langsung dari konsep ini adalah bahawa ia akan memenuhi dua tujuan utama penerokaan ruang angkasa, iaitu menjaga koloni manusia di angkasa dan membenarkan perjalanan ke eksoplanet yang berpotensi dihuni.
Sebagai tambahan, kapal generasi akan bergantung pada konsep penggerak yang saat ini dapat dilaksanakan, dan sekelompok ribuan anak kapal akan menggandakan peluang berjaya menjajah planet lain. Sudah tentu, kos pembinaan dan penyelenggaraan kapal angkasa besar seperti itu akan sangat melarang. Terdapat juga cabaran moral dan etika menghantar kru manusia ke ruang dalam untuk jangka masa yang panjang.
Sebagai contoh, adakah jaminan bahawa anak kapal tidak semua menjadi gila dan saling membunuh? Dan terakhir, ada kenyataan bahawa kapal yang lebih baru dan lebih maju akan dikembangkan di Bumi untuk sementara waktu. Ini bermaksud bahawa kapal yang lebih pantas, yang akan meninggalkan Bumi kemudian, akan dapat mengalahkan kapal generasi sebelum sampai ke sistem bintang yang lain. Mengapa membelanjakan begitu banyak untuk kapal ketika ia mungkin menjadi usang bahkan sebelum sampai ke destinasi?
Terakhir, terdapat kriogenik, konsep yang telah diterokai secara meluas dalam beberapa dekad kebelakangan ini sebagai cara yang mungkin untuk perjalanan hidup dan perjalanan ruang angkasa. Dalam banyak cara, konsep ini merupakan lanjutan dari teknologi hibernasi, tetapi mendapat keuntungan dari sejumlah kemajuan terkini. Kelebihan langsung kaedah ini adalah bahawa ia menjelaskan semua batasan semasa yang dikenakan oleh teknologi dan Alam Semesta yang relativistik.
Pada asasnya, tidak menjadi masalah jika FTL (atau kelajuan melebihi 0.10 c) mungkin atau berapa lama perjalanan akan dilakukan kerana anak kapal akan tertidur dan dipelihara dengan sempurna sepanjang tempoh tersebut. Di samping itu, kita sudah mengetahui teknologi itu berfungsi, seperti yang ditunjukkan oleh kemajuan terkini di mana tisu organ dan bahkan seluruh organisma dihangatkan dan dikeringkan setelah dibekukan secara kriogenik.
Namun, risikonya juga lebih besar daripada dengan hibernasi. Sebagai contoh, kesan jangka panjang pembekuan kriogenik terhadap fisiologi dan sistem saraf pusat haiwan dan manusia yang lebih tinggi belum diketahui. Ini bererti bahawa ujian dan ujian manusia yang luas akan diperlukan sebelum dicuba, yang sekali lagi menimbulkan sejumlah tantangan etika.
Pada akhirnya, terdapat banyak perkara yang tidak diketahui yang berkaitan dengan mana-mana kaedah berpotensi dalam perjalanan antara bintang. Begitu juga, lebih banyak penyelidikan dan pengembangan diperlukan sebelum kita dapat mengatakan dengan selamat mana yang paling sesuai. Sementara itu, Dr. Braddock mengakui bahawa kemungkinan besar pelayaran antara bintang akan melibatkan penjelajah robot menggunakan teknologi telepresence untuk menunjukkan kepada kita dunia lain - walaupun ini tidak memiliki daya tarikan yang sama.
"Hampir pasti, dan ini meninjau konsep awal penyelidikan replikasi von Neumann (tolak replikasi!)," Katanya. "Cube Sats atau sejenisnya mungkin dapat mencapai tujuan ini tetapi kemungkinan tidak akan melibatkan imaginasi orang ramai sama seperti perjalanan angkasa lepas. Saya yakin Sir Martin Rees telah mencadangkan konsep peranti jenis AI separuh manusia ... juga agak jauh. "
Pada masa ini, hanya ada satu misi yang dicadangkan untuk menghantar kapal angkasa antara bintang ke sistem bintang yang berdekatan. Ini adalah Breakthrough Starshot, cadangan untuk menghantar nanokraft yang dipacu oleh laser ke Alpha Centauri hanya dalam 20 tahun. Setelah dipercepat menjadi 4.4704.000 m / s (160.934.400 km / j; 100 juta mph) 20% kelajuan cahaya, kapal ini akan melakukan flyby Alpha Centauri dan juga dapat memancarkan gambar rumah Proxima b.
Di luar itu, semua misi yang melibatkan perjalanan ke Sistem Suria luar terdiri daripada orbit robot dan probe dan semua misi yang dicadangkan diarahkan untuk menghantar angkasawan kembali ke Bulan dan ke Marikh. Namun, manusia baru memulakan dengan penerokaan angkasa lepas dan kita pasti perlu menyelesaikan penerokaan Sistem Suria kita sendiri sebelum kita dapat merenungkan penjelajahan di luarnya.
Pada akhirnya, banyak masa dan kesabaran akan diperlukan sebelum kita dapat memulakan usaha di luar Kuiper Belt dan Oort Cloud untuk melihat apa yang ada di luar sana.
