Penulis artikel tersebut menceritakan secara rinci tentang empat teknologi menjanjikan yang memberi orang kesempatan untuk mencapai tempat mana pun di Semesta selama satu kehidupan manusia. Sebagai perbandingan: dengan penggunaan teknologi modern, jalur menuju sistem bintang lain akan memakan waktu sekitar 100 ribu tahun.
Sejak manusia pertama kali melihat ke langit malam, kita bermimpi mengunjungi dunia lain dan melihat Semesta. Dan meskipun roket berbahan bakar kimia kita telah mencapai banyak planet, bulan, dan benda lain di tata surya, pesawat ruang angkasa terjauh dari Bumi, Voyager 1, hanya menempuh jarak 22,3 miliar kilometer. Ini hanya 0,056% dari jarak ke sistem bintang terdekat yang diketahui. Dengan menggunakan teknologi modern, jalur menuju sistem bintang lain akan memakan waktu sekitar 100 ribu tahun.
Namun, tidak perlu bertindak seperti yang selalu kami lakukan. Efisiensi pengiriman kendaraan dengan massa muatan yang besar, bahkan dengan manusia di dalamnya, jarak yang belum pernah terjadi sebelumnya di alam semesta dapat sangat ditingkatkan jika teknologi yang tepat digunakan. Lebih khusus lagi, ada empat teknologi menjanjikan yang dapat membawa kita ke bintang dalam waktu yang jauh lebih singkat. Di sini mereka.
1). Teknologi nuklir. Sejauh ini dalam sejarah manusia, semua pesawat ruang angkasa yang diluncurkan ke luar angkasa memiliki satu kesamaan: mesin berbahan bakar kimia. Ya, bahan bakar roket adalah campuran bahan kimia khusus yang dirancang untuk memberikan daya dorong maksimum. Frasa "bahan kimia" penting di sini. Reaksi yang memberikan energi pada mesin didasarkan pada redistribusi ikatan antar atom.
Ini pada dasarnya membatasi tindakan kita! Sebagian besar massa atom jatuh pada intinya - 99,95%. Ketika reaksi kimia dimulai, elektron yang berputar di sekitar atom didistribusikan kembali dan biasanya dilepaskan sebagai energi sekitar 0,0001% dari total massa atom yang berpartisipasi dalam reaksi, menurut persamaan Einstein yang terkenal: E = mc2. Ini berarti bahwa untuk setiap kilogram bahan bakar yang dimuat ke dalam roket, selama reaksi berlangsung, Anda menerima energi yang setara dengan sekitar 1 miligram.
Namun, jika roket berbahan bakar nuklir digunakan, situasinya akan sangat berbeda. Alih-alih bergantung pada perubahan konfigurasi elektron dan bagaimana atom terikat satu sama lain, Anda dapat melepaskan energi dalam jumlah yang relatif besar dengan memengaruhi bagaimana inti atom terhubung satu sama lain. Ketika Anda memecah atom uranium dengan membombardirnya dengan neutron, ia mengeluarkan lebih banyak energi daripada reaksi kimia apa pun. 1 kilogram uranium-235 dapat melepaskan sejumlah energi yang setara dengan 911 miligram massa, yang hampir seribu kali lebih efisien daripada bahan bakar kimia.
Kita bisa membuat mesin lebih efisien jika kita menguasai fusi nuklir. Misalnya, sistem fusi termonuklir terkontrol inersia, dengan bantuan yang memungkinkan untuk mensintesis hidrogen menjadi helium, reaksi berantai seperti itu terjadi di Matahari. Sintesis 1 kilogram bahan bakar hidrogen menjadi helium akan mengubah 7,5 kilogram massa menjadi energi murni, yang hampir 10 ribu kali lebih efisien daripada bahan bakar kimia.
Idenya adalah mendapatkan percepatan yang sama untuk roket untuk periode waktu yang lebih lama: ratusan atau bahkan ribuan kali lebih lama dari sekarang, yang memungkinkan mereka untuk mengembangkan ratusan atau ribuan kali lebih cepat dari roket konvensional sekarang. Cara seperti itu akan mengurangi waktu penerbangan antarbintang menjadi ratusan atau bahkan puluhan tahun. Ini adalah teknologi yang menjanjikan yang akan dapat kami gunakan pada tahun 2100, bergantung pada kecepatan dan arah perkembangan sains.
Video promosi:
2). Sinar laser kosmik. Ide ini merupakan inti dari proyek Breakthrough Starshot yang terkenal beberapa tahun lalu. Selama bertahun-tahun, konsep tersebut tidak kehilangan daya tariknya. Sementara roket konvensional membawa bahan bakar dan menggunakannya untuk berakselerasi, gagasan utama dari teknologi ini adalah seberkas laser yang kuat yang akan memberi impuls yang diperlukan pesawat ruang angkasa. Dengan kata lain, sumber percepatan akan dipisahkan dari kapal itu sendiri.
Konsep ini menarik dan revolusioner dalam banyak hal. Teknologi laser berkembang dengan sukses dan tidak hanya menjadi lebih kuat, tetapi juga sangat terkolimasi. Jadi, jika kita membuat bahan seperti layar yang memantulkan persentase cahaya laser yang cukup tinggi, kita dapat menggunakan tembakan laser untuk membuat pesawat luar angkasa mengembangkan kecepatan yang sangat tinggi. Sebuah "pesawat luar angkasa" dengan berat ~ 1 gram diharapkan dapat mencapai kecepatan ~ 20% dari kecepatan cahaya, yang akan memungkinkannya terbang ke bintang terdekat, Proxima Centauri, hanya dalam 22 tahun.
Tentu saja, untuk ini kita harus membuat sinar laser yang sangat besar (sekitar 100 km2), dan ini perlu dilakukan di luar angkasa, meskipun ada lebih banyak masalah dalam biaya, dan bukan dalam teknologi atau sains. Namun demikian, ada sejumlah masalah yang perlu diatasi agar proyek tersebut dapat terlaksana. Diantara mereka:
- layar yang tidak didukung akan berputar, semacam mekanisme stabilisasi (belum dikembangkan) diperlukan;
- ketidakmampuan untuk mengerem saat titik tujuan tercapai, karena tidak ada bahan bakar di pesawat;
- bahkan jika ternyata untuk menskalakan perangkat untuk mengangkut orang, seseorang tidak akan dapat bertahan dengan percepatan yang sangat besar - perbedaan kecepatan yang signifikan dalam waktu singkat.
Mungkin suatu saat teknologi akan dapat membawa kita ke bintang-bintang, tetapi tidak ada metode yang berhasil bagi seseorang untuk mencapai kecepatan yang setara dengan ~ 20% kecepatan cahaya.
3). Bahan bakar antimateri. Jika kita masih ingin membawa bahan bakar, kita dapat membuatnya seefisien mungkin: itu akan didasarkan pada pemusnahan partikel dan antipartikel. Tidak seperti bahan bakar kimia atau nuklir, di mana hanya sebagian kecil dari massa di papan yang diubah menjadi energi, pemusnahan partikel-antipartikel menggunakan 100% massa partikel dan antipartikel. Kemampuan untuk mengubah semua bahan bakar menjadi energi berdenyut adalah tingkat efisiensi bahan bakar tertinggi.
Kesulitan muncul dalam penerapan metode ini dalam praktik di tiga bidang utama. Secara khusus:
- pembuatan antimateri netral yang stabil;
- kemampuan untuk mengisolasinya dari materi biasa dan secara tepat mengendalikannya;
- memproduksi antimateri dalam jumlah yang cukup besar untuk penerbangan antarbintang.
Untungnya, dua masalah pertama sudah ditangani.
Organisasi Riset Nuklir Eropa (CERN), rumah bagi Large Hadron Collider, memiliki kompleks besar yang dikenal sebagai "pabrik antimateri". Di sana, enam tim ilmuwan independen sedang menyelidiki sifat antimateri. Mereka mengambil antiproton dan memperlambatnya, memaksa positron untuk mengikatnya. Beginilah cara antiatom atau antimateri netral dibuat.
Mereka mengisolasi antiatom ini dalam wadah dengan berbagai medan listrik dan magnet yang menahannya, jauh dari dinding wadah yang terbuat dari materi. Saat ini, pertengahan 2020, mereka telah berhasil mengisolasi dan menstabilkan beberapa antiatom selama satu jam pada satu waktu. Selama beberapa tahun ke depan, para ilmuwan akan dapat mengontrol pergerakan antimateri di dalam medan gravitasi.
Teknologi ini tidak akan tersedia untuk kita dalam waktu dekat, tetapi mungkin ternyata cara tercepat kita untuk melakukan perjalanan antarbintang adalah dengan roket antimateri.
4). Kapal luar angkasa pada materi gelap. Pilihan ini tentunya bergantung pada asumsi bahwa setiap partikel yang bertanggung jawab atas materi gelap berperilaku seperti boson dan merupakan antipartikelnya sendiri. Secara teori, materi gelap, yang merupakan antipartikelnya sendiri, memiliki peluang kecil, tetapi bukan nol, untuk memusnahkan dengan partikel materi gelap lain yang bertabrakan dengannya. Kami berpotensi menggunakan energi yang dilepaskan sebagai akibat dari tabrakan.
Ada kemungkinan bukti untuk ini. Sebagai hasil pengamatan, telah ditetapkan bahwa Bima Sakti dan galaksi lain memiliki kelebihan radiasi gamma yang tidak dapat dijelaskan yang berasal dari pusatnya, di mana konsentrasi energi gelap seharusnya paling tinggi. Selalu ada kemungkinan bahwa ada penjelasan astrofisika sederhana untuk ini, misalnya pulsar. Namun, ada kemungkinan bahwa materi gelap ini masih memusnahkan dirinya sendiri di pusat galaksi dan dengan demikian memberi kita ide yang luar biasa - sebuah kapal luar angkasa dengan materi gelap.
Keuntungan dari metode ini adalah materi gelap benar-benar ada di mana-mana di galaksi. Ini berarti kami tidak perlu membawa bahan bakar dalam perjalanan. Sebaliknya, "reaktor" energi gelap dapat dengan mudah melakukan hal berikut:
- ambil materi gelap yang ada di dekatnya;
- mempercepat pemusnahannya atau membiarkannya musnah secara alami;
- mengarahkan kembali energi yang diterima untuk mendapatkan momentum ke arah yang diinginkan.
Seorang manusia dapat mengontrol ukuran dan kekuatan reaktor untuk mencapai hasil yang diinginkan.
Tanpa perlu bahan bakar di pesawat, banyak masalah perjalanan ruang angkasa yang digerakkan oleh tenaga penggerak akan hilang. Alih-alih, kita akan dapat mencapai impian berharga dalam perjalanan apa pun - akselerasi konstan tanpa batas. Ini akan memberi kita kemampuan yang paling tidak terpikirkan - kemampuan untuk mencapai tempat mana pun di Semesta selama satu kehidupan manusia.
Jika kita membatasi diri pada teknologi roket yang ada, maka kita memerlukan setidaknya puluhan ribu tahun untuk melakukan perjalanan dari Bumi ke sistem bintang terdekat. Namun, kemajuan signifikan dalam teknologi mesin sudah dekat, dan mereka akan mengurangi waktu perjalanan ke satu nyawa manusia. Jika kita dapat menangani penggunaan bahan bakar nuklir, sinar laser kosmik, antimateri, atau bahkan materi gelap, kita akan mewujudkan impian kita sendiri dan menjadi peradaban luar angkasa tanpa menggunakan teknologi yang mengganggu seperti penggerak warp.
Ada banyak cara potensial untuk mengubah ide berbasis sains menjadi teknologi mesin generasi mendatang yang layak dan dunia nyata. Sangat mungkin bahwa pada akhir abad ini sebuah pesawat ruang angkasa, yang belum ditemukan, akan menggantikan New Horizons, Pioneer, dan Voyager sebagai objek buatan manusia yang paling jauh dari Bumi. Sains sudah siap. Tetap bagi kami untuk melihat melampaui teknologi kami saat ini dan membuat mimpi ini menjadi kenyataan.
