Úgy tűnik, hogy minden nap új exoplanetot találnak (vagy kedden esetben a tudósok három potenciálisan életképes exoplannét fedeztek fel, amelyek egy csillagot keringnek). De vannak olyan akadályok, amelyeket meg kell szüntetnünk, mielőtt bármikor megnézhetnénk őket: a sugárzás hatalmas dózisai, amelyeket a leendő űrhajósok elnyelnének, a csillagközi por és gáz által a hajónak okozott lehetséges károk rendkívül nagy sebességgel halad, és az a tény, hogy akár a legközelebbi lakható exoplanetre is utazni, csaknem 12 évig tart egy fénysebességgel haladó űrhajón.
A legnagyobb probléma azonban az a hatalmas energiamennyiség, amelyet egy ilyen kézműves igényel. Hogyan lehet üzemanyagot adni egy űrhajónak egy olyan úthoz, amely több mint 750 000-szer messze van a Föld és a Nap közötti távolságtól?
A jelenlegi űrkutatási technológiánk és a lehetséges jövőbeli megközelítések alapján az alábbiakban bemutatjuk az űrhajók meghajtásának lehetséges módjait.
A hagyományos rakétákat, amelyek folyékony vagy szilárd vegyi üzemanyagot égetnek, szinte minden űrhajó-küldetésen használják. (Fénykép a NASA-n keresztül) Hagyományos rakéták: Ezek nyomást keltenek a benne tárolt vegyi hajtógáz, akár szilárd, akár folyékony tüzelőanyag elégetésével. Az égés eredményeként felszabaduló energia felemel egy járművet a Föld gravitációs mezőjéből az űrbe.
Előnyök: A rakétatechnika jól megalapozott és jól megérthető, mivel ősi Kínába nyúlik vissza és az űrkorszak kezdete óta használják. A távolságot tekintve eddig a legnagyobb vívmány a Voyager 1 űrszonda hordozása a Naprendszer külső széléhez, körülbelül 18, 5 milliárd mérföldre a Földtől.
Hátrányok: A Voyager 1 várhatóan 2040 körül fogy el az üzemanyag, ami azt jelzi, hogy a hagyományos rakéták és tolóerők korlátozott hatótávolságú szállíthatnak űrhajót. Sőt, még ha elegendő mennyiségű rakéta-üzemanyagot is be tudunk illeszteni egy űrhajóra, hogy egészen egy másik csillagig tudjuk szállítani, megdöbbentő tény, hogy valószínűleg nincs elég üzemanyagunk az egész bolygónkon erre. Brice Cassenti, a Rensselaer Politechnikai Intézet professzora elmondta a Wired -nek, hogy egy olyan energiamennyiségre lesz szükség, amely meghaladja az egész világ jelenlegi teljesítményét, ha egy kézműves egy hagyományos rakéta segítségével a legközelebbi csillaghoz kerül.
Az ionmotor, amely a NASA Deep Space 1 űrhajóját táplálta. (Fénykép a NASA-n keresztül) Ionmotorok : Ezek némileg úgy működnek, mint a hagyományos rakéták, azzal a különbséggel, hogy a kémiai égéstermékeket a tolóerő létrehozása céljából nem bocsátják ki, hanem az elektromosan töltött atomok (ionok) áramlását bocsátják ki. A technológiát először a NASA 1998. évi Deep Space 1 misszióján mutatták be sikeresen, amikor egy rakéta szorosan elrepült mind az aszteroida, mind az üstökös mellett az adatok gyűjtése érdekében, és azóta több más űrhajó meghajtására használták, beleértve egy folyamatban lévő missziót a törpe látogatására. Ceres bolygó.
Előnyök: Ezek a motorok sokkal kevesebb tolóerőt és kezdeti sebességet generálnak, mint egy hagyományos rakéta - tehát nem használhatók fel a Föld légkörének elkerülésére -, de ha egyszer a hagyományos rakéták az űrbe szállítják őket, sokkal hosszabb ideig folyamatosan futhatnak (mert hatékonyabb sűrűbb üzemanyagot), lehetővé téve, hogy a vízi jármű fokozatosan felgyorsítsa a sebességet, és meghaladja a hagyományos rakéta által hajtott sebességét.
Hátrányok: Noha az ionmeghajtóval a legközelebbi csillaghoz való haladás gyorsabb és hatékonyabb, mint a hagyományos rakétákhoz, még mindig rendkívül hosszú időbe telik - bizonyos becslések szerint legalább 19 000 év, ami azt jelenti, hogy valahol 600 és 2700 közötti nagyságrendű. emberek nemzedékeire lenne szükség ahhoz, hogy áttekintsék. Néhányan azt sugallták, hogy az ionhajtóművek táplálhatják a Mars felé tartó utat, ám a csillagközi tér valószínűleg kívül esik a lehetőségek területén.
A Daedalus csillaghajó rendezése, amelyet az 1970-es években javasoltak, és amely hajtóanyagként felhasznált volna nukleáris fúziós reakciókat. (Kép Nick Stevens segítségével) Nukleáris rakéták: Sok űrkutatási rajongó támogatta a nukleáris reakcióval hajtott rakéták használatát a csillagközi tér hatalmas távolságának lefedésére, a Daedalus Projecthez vezetve. Ez egy elméleti brit projekt, amelynek célja egy pilóta nélküli szonda megtervezése, hogy elérje Barnard csillagát, 5, 9 fény- évekre. A nukleáris rakétákat elméletileg egy szabályozott nukleáris robbanás-sorozat hajtja meg, valószínűleg tiszta deutériumot vagy tríciumot használva üzemanyagként.
Előnyök: A számítások kimutatták, hogy egy ilyen módon hajtott kézműves másodpercenként 9000 mérföldnél gyorsabb sebességet tud elérni, ami körülbelül 130 éves utazási időt jelent az Alpha Centurai-ba, a Naphoz legközelebbi csillaghoz - hosszabb, mint egy emberi élettartam, de talán belül a többgenerációs küldetés birodalma. Nem a millenniumi sólyom miatt a Kessel kevesebb, mint 12 parsecsben fut, hanem ez valami.
Hátrányok: egyrészt az atomerőműves rakéták jelenleg teljesen hipotetikusak. Rövid távon valószínűleg így is maradnak, mert bármilyen nukleáris eszköz (akár fegyverként való, akár nem) felrobbantása a világűrben sértené a részleges nukleáris kísérleti tilalomról szóló szerződést, amely ilyen robbanásokat pontosan egy helyen engedélyezi : föld alatt. Még ha törvényesen megengedik is, hatalmas biztonsági aggályok merülnek fel egy nukleáris eszköznek a hagyományos rakéta tetején az űrbe juttatása kapcsán: Egy váratlan hiba miatt radioaktív anyagok eshetnek az egész bolygón.
A Sunjammer, amely a valaha épített legnagyobb napvédő vitorla, várhatóan 2014 őszén indul (Fotó L'Garde / NASA segítségével) Napelemes vitorlák: A listán szereplő összes többi technológiához viszonyítva ezek meglehetősen eltérő elven működnek: Ahelyett, hogy egy járművet hajtóanyaggal tüzelnének el vagy más típusú égést hoznának létre, a napelemes vitorlák a járművet a töltött részecskék energiájának felhasználásával húzzák meg. a napfény részeként, a napfényből kiürült. Az ilyen technológia első sikeres demonstrációja a 2010-ben elindított japán IKAROS űrhajó volt, amely a Vénusz felé haladt, és most a Nap felé halad, és a NASA hét alkalommal nagyobb Sunjammerje 2014-ben indul.
Előnyök: Mivel nem kell meghatározott mennyiségű üzemanyagot szállítaniuk - ahelyett, hogy a Nap energiáját használják, ugyanúgy, mint egy vitorlás, a szél energiáját használja fel -, a vitorlával támogatott űrhajó többé-kevésbé korlátlan ideig utazhat.
Hátrányok: Ezek sokkal lassabban utaznak, mint a rakétaüzemű kézműves. De a csillagköziközi missziók szempontjából még fontosabbak - megkövetelik a Nap vagy egy másik csillag által kibocsátott energiát, hogy egyáltalán eljuthassanak, ami lehetetlenné teszi számukra, hogy áthaladjanak a hatalmas tereket a Nap Napszélünk és egy másik csillagrendszer között. A napelemes vitorlákat potenciálisan be lehet építeni egy kézművesbe más meghajtó eszközökkel is, ám egy csillagok közötti utazásra önmagában nem lehet megbízni.
A művész elmélete az antimaterikus rakétatervezésről. (Kép a NASA-n keresztül) Antianyag-rakéták: Ez a javasolt technológia az anyag-antianyag-megsemmisítési reakció termékeit (akár gamma-sugarakat, akár erősen töltött szubatomi részecskéket nevezik pionoknak) felhasználná egy kézműves űrben való áthajtására.
Előnyök: Az antisztatikus anyag használata a rakéta elméletileg a lehető leghatékonyabb tüzelőanyag, mivel az anyag és az antianyag szinte teljes tömegét energiává alakítják, amikor egymást elpusztítják. Elméletileg, ha képesek lennénk kidolgozni a részleteket, és elegendő antianyagot tudnánk előállítani, akkor egy olyan űrhajót építhetnénk, amely csaknem olyan gyors sebességgel halad, mint a fény - a lehető legnagyobb sebesség bármely tárgy számára.
Hátrányok: Még nincs módunk elegendő antianyag előállítására egy űrutazáshoz - a becslések szerint egy hónapos Mars-utazás megközelítőleg 10 gramm antianyagot igényelne. A mai napig csak csekély mennyiségű antianyag atomot tudtunk létrehozni, és ezzel nagy mennyiségű üzemanyagot fogyasztunk, ami az antianyag-rakéta ötletét is meglehetősen drágának tekinti. Az antianyag tárolása egy másik kérdés: A javasolt eljárások fagyasztott antigénpelletek használatát tartalmazzák, de ezek szintén messze vannak.
Egy olyan sugárhajtómű előállítása, amely összegyűjti a hidrogént az űrből, amikor üzemanyagként felhasználja. (Kép a NASA-n keresztül) Több spekulatív technológia: A tudósok mindenféle radikális, nem rakéta alapú technológiát javasoltak a csillagközi utazáshoz. Ide tartoznak egy olyan vízi jármű, amely a hidrogént az űrből gyűjti, amikor atomfúziós reakcióban felhasználja, fényszórók vagy mágneses mezők, amelyeket a saját Naprendszerünkből lőttek egy távoli űrhajón, amelyet egy vitorla képes felhasználni, és a fekete lyukak vagy elméleti féreglyukak, hogy gyorsabban haladjanak meg, mint a fény sebessége, és lehetővé tegyék egy csillagközi utazást egyetlen ember életében.
Mindez rendkívül messze van a megvalósítástól. De ha egyáltalán átvisszük egy másik csillagrendszerbe (ha biztos vagyunk benne), a legtöbb létező és a közeljövőbeli technológiák problémáira való tekintettel ez valóban lehet az egyik a mennyországban. ötletek, amelyek odavisznek minket, és amelyek lehetõvé teszik, hogy ellátogathassunk egy exoplanetbe.
