Sekarang perjalanan antarbintang dan kolonisasi tampaknya sangat tidak mungkin. Hukum dasar fisika mencegah hal ini terjadi, dan banyak orang bahkan tidak menganggapnya mustahil.
Yang lain mencari cara untuk melanggar hukum fisika (atau setidaknya menemukan solusi) yang memungkinkan kita melakukan perjalanan ke bintang yang jauh dan menjelajahi dunia baru yang berani.
Alcubierre Warp Drive
Apa pun yang disebut "warp drive" mengacu pada Star Trek, bukan NASA. Ide di balik drive warp Alcubierre adalah bahwa itu bisa menjadi solusi yang mungkin (atau setidaknya awal pencarian untuk itu) untuk mengatasi keterbatasan alam semesta yang dibebankan pada perjalanan lebih cepat daripada kecepatan cahaya.
Dasar-dasar ide ini cukup sederhana, dan NASA menggunakan contoh treadmill untuk menjelaskannya. Meskipun seseorang dapat bergerak dengan kecepatan terbatas di treadmill, kecepatan gabungan orang tersebut dan treadmill berarti bahwa ujungnya akan lebih dekat daripada jika melakukan perjalanan di jalur normal.
Treadmill hanyalah penggerak warp yang bergerak melalui ruang-waktu dalam semacam gelembung ekspansi. Di depan penggerak warp, ruangwaktu dikompresi. Itu mengembang di belakangnya. Secara teori, ini memungkinkan mesin untuk menggerakkan penumpang lebih cepat dari kecepatan cahaya.
Video promosi:
Salah satu prinsip utama yang terkait dengan perluasan ruangwaktu diyakini telah memungkinkan alam semesta berkembang pesat beberapa saat setelah Big Bang. Secara teori, idenya harus layak.
Yang lebih sulit adalah pembuatan penggerak warp itu sendiri, yang akan membutuhkan sekantong besar energi negatif di sekitar pesawat. Tidak jelas apakah hal ini pada prinsipnya mungkin. Tidak ada yang tahu. Selain itu, manipulasi dengan ruang-waktu menyebabkan pertanyaan yang lebih rumit tentang perjalanan waktu, memberi makan perangkat dengan energi negatif, dan cara menghidupkan dan mematikannya.
Ide utamanya datang dari fisikawan Miguel Alcubierre, yang juga menjelaskan kemungkinan warp drive bergerak di sepanjang gelombang ruang-waktu alih-alih mengambil jalur terpanjang. Secara teknis, idenya tidak melanggar hukum perjalanan yang lebih cepat dari kecepatan cahaya, dan bahkan pembenaran matematisnya mendukung kemungkinan penerapannya.
Internet Antarbintang
Sungguh mengerikan bila tidak ada Internet di Bumi dan Anda tidak dapat memuat Google Maps di ponsel cerdas Anda. Selama perjalanan antarbintang, akan lebih buruk tanpanya. Pergi ke luar angkasa hanyalah langkah pertama, para ilmuwan sudah mulai memikirkan tentang apa yang harus dilakukan ketika wahana berawak dan tak berawak kita perlu mengirim pesan kembali ke Bumi.
Pada tahun 2008, NASA melakukan pengujian pertama yang berhasil atas versi Internet antarbintang. Proyek ini diluncurkan pada tahun 1998 sebagai bagian dari kemitraan antara Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA dan Google. Sepuluh tahun kemudian, para mitra memperoleh sistem Disruption-Tolerant Networking (DTN), yang memungkinkan gambar dikirim ke pesawat ruang angkasa sejauh 30 juta kilometer.
Teknologi tersebut harus mampu mengatasi penundaan yang lama dan gangguan pada transmisi, sehingga dapat melanjutkan transmisi meskipun sinyal terputus selama 20 menit. Ia dapat melewati, di antara, atau melalui segala sesuatu mulai dari semburan matahari dan badai matahari hingga planet-planet sial yang dapat menghalangi transmisi data tanpa kehilangan informasi.
Menurut Vint Cerf, salah satu pendiri Internet terestrial kami dan pionir antarbintang, sistem DTN mengatasi semua masalah yang mengganggu protokol TCIP / IP tradisional saat perlu bekerja dalam jarak jauh, dalam skala kosmik. Dengan TCIP / IP, pencarian Google di Mars akan memakan waktu sangat lama sehingga hasilnya akan berubah saat permintaan sedang diproses, dan keluarannya akan hilang sebagian. Dengan DTN, para insinyur telah menambahkan sesuatu yang benar-benar baru - kemampuan untuk menetapkan nama domain yang berbeda ke planet yang berbeda dan memilih planet mana yang Anda inginkan untuk mencari di Internet.
Bagaimana dengan bepergian ke planet yang belum kita kenal? Scientific American menyarankan bahwa mungkin ada cara, meskipun sangat mahal dan memakan waktu, untuk menyambungkan Internet ke Alpha Centauri. Dengan meluncurkan serangkaian probe von Neumann yang mereplikasi sendiri, serangkaian stasiun relai yang panjang dapat dibuat yang dapat mengirim informasi di sepanjang rantai antarbintang.
Sinyal yang lahir di sistem kami akan melewati probe dan mencapai Alpha Centauri, dan sebaliknya. Benar, itu akan membutuhkan banyak probe, pembangunan dan peluncurannya akan membutuhkan miliaran.
Dan secara umum, mengingat bahwa probe terjauh harus menempuh jalurnya selama ribuan tahun, dapat diasumsikan bahwa selama ini tidak hanya teknologi yang akan berubah, tetapi juga total biaya acara tersebut. Jangan terburu-buru.
Kolonisasi ruang embrio
Salah satu masalah terbesar dengan perjalanan antarbintang - dan kolonisasi secara umum - adalah jumlah waktu yang dibutuhkan untuk pergi ke mana pun, bahkan dengan beberapa jenis warp drive.
Tugas mengantarkan sekelompok pemukim ke tujuan mereka menciptakan banyak masalah, sehingga lahirlah proposal untuk mengirim bukan sekelompok penjajah dengan awak berawak penuh, melainkan sebuah kapal yang diisi dengan embrio - benih masa depan umat manusia.
Begitu kapal mencapai jarak yang diinginkan ke tujuannya, embrio beku mulai tumbuh. Kemudian mereka meninggalkan anak-anak yang tumbuh besar di kapal, dan ketika mereka akhirnya mencapai tujuan mereka, mereka memiliki semua kemampuan untuk melahirkan peradaban baru.
Jelas, semua ini, pada gilirannya, menimbulkan banyak sekali pertanyaan, seperti siapa dan bagaimana melakukan pertumbuhan embrio. Robot bisa membesarkan manusia, tapi manusia seperti apa yang akan dibesarkan robot? Akankah robot dapat memahami apa yang dibutuhkan seorang anak untuk tumbuh dan berkembang? Akankah mereka mampu memahami hukuman dan penghargaan, emosi manusia?
Bagaimanapun, masih harus dilihat bagaimana menjaga embrio beku tetap utuh selama ratusan tahun dan bagaimana menumbuhkannya di lingkungan buatan.
Salah satu solusi yang diusulkan yang dapat memecahkan masalah robot pengasuh dapat berupa kombinasi kapal dengan embrio dan kapal dengan animasi mati, di mana orang dewasa tidur, siap untuk bangun ketika mereka harus membesarkan anak-anak.
Serangkaian tahun membesarkan anak-anak bersama dengan kembali ke hibernasi, secara teori, dapat menghasilkan populasi yang stabil. Kumpulan embrio yang dibuat dengan hati-hati dapat memberikan keragaman genetik yang akan membuat populasi lebih atau kurang stabil setelah koloni terbentuk.
Batch tambahan juga dapat dimasukkan ke dalam kapal dengan embrio, yang selanjutnya akan mendiversifikasi dana genetik di masa depan.
Probe Von Neumann
Segala sesuatu yang kita bangun dan kirim ke luar angkasa pasti menghadapi masalahnya sendiri, dan tampaknya tugas yang sangat mustahil untuk melakukan sesuatu yang menempuh jarak jutaan kilometer dan tidak terbakar, hancur, atau punah. Namun, solusi untuk masalah ini mungkin sudah ditemukan puluhan tahun lalu.
Pada 1940-an, fisikawan John von Neumann mengusulkan teknologi mekanis yang akan direproduksi, dan meskipun idenya tidak ada hubungannya dengan perjalanan antarbintang, semuanya pasti sampai pada tujuan ini.
Akibatnya, probe von Neumann dapat digunakan, secara teori, untuk menjelajahi wilayah antarbintang yang luas. Menurut beberapa peneliti, gagasan bahwa semua ini pertama kali muncul di benak kita tidak hanya sombong, tetapi juga tidak mungkin.
Para ilmuwan di Universitas Edinburgh menerbitkan sebuah makalah di International Journal of Astrobiology, di mana mereka menyelidiki tidak hanya kemungkinan menciptakan teknologi semacam itu untuk kebutuhan mereka sendiri, tetapi juga kemungkinan seseorang telah melakukannya. Berdasarkan perhitungan sebelumnya yang menunjukkan seberapa jauh suatu peralatan dapat bergerak menggunakan mode gerakan yang berbeda, para ilmuwan telah mempelajari bagaimana persamaan ini akan berubah ketika diterapkan pada kendaraan dan probe yang mereplikasi diri.
Perhitungan para ilmuwan dibuat berdasarkan probe yang mereplikasi diri sendiri yang dapat menggunakan puing-puing dan bahan luar angkasa lainnya untuk membuat probe junior. Probe induk dan anak akan berkembang biak begitu cepat sehingga mereka akan menutupi seluruh galaksi hanya dalam 10 juta tahun - asalkan mereka bergerak dengan kecepatan 10% kecepatan cahaya.
Namun, ini berarti bahwa pada titik tertentu kami harus dikunjungi oleh beberapa wahana semacam itu. Karena kita belum melihatnya, kita dapat menemukan penjelasan yang tepat: apakah kita tidak cukup maju secara teknologi untuk mengetahui ke mana harus mencari, atau kita benar-benar sendirian di galaksi.
Katapel dengan lubang hitam
Gagasan menggunakan gravitasi planet atau bulan untuk menembak seperti ketapel diterapkan di tata surya kita lebih dari sekali atau dua kali, pertama-tama oleh Voyager 2, yang menerima dorongan tambahan pertama dari Saturnus, dan kemudian dari Uranus saat keluar dari sistem. …
Idenya melibatkan manuver kapal, yang akan memungkinkannya untuk meningkatkan (atau menurunkan) kecepatannya saat bergerak melalui medan gravitasi planet. Penulis fiksi ilmiah sangat menyukai ide ini.
Penulis Kip Thorne mengemukakan ide: manuver semacam itu dapat membantu perangkat memecahkan salah satu masalah terbesar perjalanan antarbintang - konsumsi bahan bakar. Dan dia menyarankan manuver yang lebih berisiko: akselerasi dengan lubang hitam biner. Diperlukan satu menit untuk membakar bahan bakar untuk melewati orbit kritis dari satu lubang hitam ke lubang hitam lainnya.
Setelah melakukan beberapa putaran di sekitar lubang hitam, perangkat akan menambah kecepatan mendekati cahaya. Yang tersisa hanyalah membidik dengan baik dan mengaktifkan dorongan roket untuk memetakan jalur bagi bintang-bintang.
Tidak sepertinya? Iya. Luar biasa? Pastinya. Thorne menekankan bahwa ada banyak masalah dengan gagasan seperti itu, misalnya, perhitungan lintasan dan waktu yang akurat, yang tidak akan memungkinkan pengiriman peralatan langsung ke planet, bintang, atau benda lain terdekat. Ada juga pertanyaan tentang pulang ke rumah, tetapi jika Anda memutuskan untuk melakukan manuver seperti itu, Anda pasti tidak berencana untuk kembali.
Sebuah preseden untuk gagasan semacam itu telah terbentuk. Pada tahun 2000, para astronom menemukan 13 supernova terbang melalui galaksi dengan kecepatan luar biasa 9 juta kilometer per jam. Para ilmuwan di University of Illinois di Urbana-Champagne telah menemukan bahwa bintang-bintang bandel ini dikeluarkan dari galaksi oleh sepasang lubang hitam, yang akhirnya terkunci berpasangan dalam proses penghancuran dan penggabungan dua galaksi yang terpisah.
Peluncur Starseed
Dalam hal peluncuran probe yang bahkan dapat mereplikasi sendiri, ada masalah dengan konsumsi bahan bakar.
Ini tidak menghentikan orang untuk mencari ide-ide baru tentang bagaimana meluncurkan probe pada jarak antarbintang. Proses ini akan membutuhkan megaton energi jika kita menggunakan teknologi yang kita miliki saat ini.
Forrest Bishop dari Institute of Atomic Engineering mengatakan dia telah menciptakan metode untuk meluncurkan probe antarbintang yang akan membutuhkan jumlah energi yang kira-kira setara dengan baterai mobil.
Starseed Launcher teoritis akan memiliki panjang sekitar 1.000 kilometer dan terutama terdiri dari kawat dan kawat. Terlepas dari panjangnya, semua ini bisa muat dalam satu kapal kargo dan diisi dengan baterai 10 volt.
Bagian dari rencana tersebut termasuk peluncuran probe, yang berukuran sedikit lebih besar dari mikrogram dalam massa dan hanya berisi informasi dasar yang diperlukan untuk konstruksi probe lebih lanjut di luar angkasa. Miliaran probe semacam itu dapat diluncurkan dalam serangkaian peluncuran.
Poin utama dari rencana ini adalah bahwa probe yang mereplikasi diri akan dapat bekerja sama satu sama lain setelah diluncurkan. Peluncur itu sendiri akan dilengkapi dengan kumparan levitasi magnetik superkonduktor yang menciptakan gaya mundur yang memberikan daya dorong.
Bishop mengatakan bahwa beberapa detail dari rencana tersebut perlu dikerjakan, seperti melawan radiasi antarbintang dan puing-puing dengan probe, tetapi secara umum, konstruksi dapat dimulai.
Tanaman khusus untuk kehidupan luar angkasa
Begitu kita sampai di suatu tempat, kita membutuhkan cara untuk menanam makanan dan meregenerasi oksigen. Fisikawan Freeman Dyson mengemukakan beberapa ide menarik tentang bagaimana ini bisa dilakukan.
Pada tahun 1972, Dyson memberikan kuliahnya yang terkenal di Birkbeck College, London. Pada saat yang sama, dia menyarankan bahwa dengan bantuan beberapa manipulasi genetik, dimungkinkan untuk menciptakan pohon yang tidak hanya dapat tumbuh, tetapi juga tumbuh subur di permukaan yang tidak ramah, misalnya komet.
Program ulang pohon untuk memantulkan sinar ultraviolet dan menghemat air dengan lebih efisien, dan pohon tidak hanya akan berakar dan tumbuh, tetapi juga akan tumbuh ke ukuran yang tidak terpikirkan oleh standar bumi. Dalam sebuah wawancara, Dyson menyarankan bahwa di masa depan, pohon hitam mungkin muncul, baik di luar angkasa maupun di Bumi.
Pohon berbasis silikon akan lebih efisien, dan efisiensi adalah kunci kelangsungan hidup jangka panjang. Dyson menekankan bahwa proses ini tidak akan sebentar - mungkin dalam dua ratus tahun kita akhirnya akan menemukan cara membuat pohon tumbuh di luar angkasa.
Ide Dyson tidak terlalu tidak masuk akal. Institute for Advanced Concepts NASA adalah seluruh departemen yang didedikasikan untuk memecahkan masalah masa depan, termasuk tugas menumbuhkan tanaman yang stabil di permukaan Mars. Bahkan tanaman rumah kaca di Mars akan tumbuh dalam kondisi ekstrem, dan para ilmuwan sedang mencari opsi untuk mencocokkan tanaman dengan ekstremofil, organisme mikroskopis kecil yang bertahan dalam beberapa kondisi paling brutal di Bumi.
Dari tomat alpine, yang memiliki ketahanan bawaan terhadap sinar ultraviolet, hingga bakteri yang bertahan hidup di sudut terdingin, terpanas, dan terdalam di dunia, suatu hari kita mungkin akan membuat taman Mars. Yang tersisa hanyalah mencari cara untuk menyatukan semua batu bata ini.
Pemanfaatan sumber daya lokal
Hidup di luar angkasa mungkin menjadi tren bermodel baru di Bumi, tetapi ketika datang ke misi bulanan di luar angkasa, itu menjadi perlu. NASA saat ini sedang menyelidiki, antara lain, pemanfaatan sumber daya lokal (ISRU).
Tidak banyak ruang di pesawat ruang angkasa, dan sistem bangunan untuk menggunakan bahan yang ditemukan di luar angkasa dan di planet lain akan diperlukan untuk penjajahan atau perjalanan jangka panjang, terutama ketika tujuan menjadi tempat yang akan sangat sulit untuk mengirimkan persediaan, bahan bakar, makanan. dll.
Upaya pertama untuk mendemonstrasikan kemungkinan menggunakan sumber daya lokal dilakukan di lereng gunung berapi Hawaii dan selama misi kutub. Daftar tugas mencakup item seperti ekstraksi komponen bahan bakar dari abu dan medan lain yang dapat diakses secara alami.
Pada Agustus 2014, NASA membuat pengumuman yang kuat dengan mengungkapkan mainan baru yang akan melakukan perjalanan ke Mars dengan penjelajah berikutnya, yang akan diluncurkan pada tahun 2020. Di antara peralatan di gudang rover baru tersebut adalah MOXIE, sebuah eksperimen tentang pemanfaatan sumber daya lokal dalam bentuk oksigen Mars.
MOXIE akan mengambil atmosfer Mars yang tidak dapat bernafas (96% karbon dioksida) dan membaginya menjadi oksigen dan karbon monoksida. Alat tersebut akan mampu menghasilkan 22 gram oksigen untuk setiap jam pengoperasiannya.
NASA juga berharap MOXIE dapat mendemonstrasikan hal lain - kinerja yang konsisten tanpa mengurangi produktivitas atau efisiensi. MOXIE tidak hanya bisa menjadi langkah penting menuju misi luar angkasa jangka panjang, tetapi juga membuka jalan bagi banyak pengubah potensial gas berbahaya menjadi gas yang berguna.
2 setelan
Reproduksi di ruang angkasa dapat menjadi masalah di berbagai tingkatan, terutama di lingkungan gayaberat mikro. Pada tahun 2009, eksperimen Jepang pada embrio tikus menunjukkan bahwa bahkan ketika pembuahan terjadi di bawah gravitasi non-nol, embrio yang berkembang di luar gravitasi kebiasaan Bumi (atau ekuivalennya) tidak berkembang secara normal.
Masalah muncul ketika sel harus membelah dan melakukan tindakan khusus. Ini tidak berarti bahwa pembuahan tidak terjadi: embrio tikus, yang dikandung di luar angkasa dan ditanamkan pada tikus betina terestrial, telah berhasil tumbuh dan dilahirkan tanpa masalah.
Ini juga menimbulkan pertanyaan lain: bagaimana tepatnya produksi anak bekerja dalam gayaberat mikro? Hukum fisika, terutama fakta bahwa setiap aksi memiliki reaksi yang sama dan berlawanan, membuat mekanikanya sedikit menggelikan. Vanna Bonta, seorang penulis, aktris dan penemu, memutuskan untuk menangani masalah ini dengan serius.
Dan dia menciptakan 2 setelan: setelan di mana dua orang dapat berlindung dan mulai menghasilkan anak. Mereka bahkan memeriksanya. Pada tahun 2008, 2suit diuji pada apa yang disebut Vomit Comet (pesawat yang membuat belokan tajam dan menciptakan kondisi gravitasi nol yang sangat kecil).
Sementara Bonta menyarankan agar bulan madu di luar angkasa dapat menjadi nyata dengan penemuannya, pakaian itu juga memiliki kegunaan yang lebih praktis, seperti menjaga panas tubuh dalam keadaan darurat.
Proyek Longshot
Proyek Longshot dikembangkan bersama oleh tim Akademi Angkatan Laut AS dan NASA pada akhir 1980-an. Tujuan akhir dari rencana tersebut adalah untuk meluncurkan sesuatu pada pergantian abad ke-21, yaitu wahana tak berawak yang akan melakukan perjalanan ke Alpha Centauri.
Butuh waktu 100 tahun untuk mencapai tujuannya. Namun sebelum diluncurkan, diperlukan beberapa komponen utama yang juga perlu dikembangkan.
Selain laser komunikasi, reaktor fisi nuklir yang tahan lama, dan mesin roket fusi laser inersia, ada elemen lain.
Pesawat ini harus memiliki pemikiran dan fungsi yang independen, karena hampir tidak mungkin untuk berkomunikasi pada jarak antarbintang dengan cukup cepat agar informasinya tetap relevan setelah mencapai tujuan. Itu juga harus sangat tahan lama karena probe akan mencapai tujuannya dalam 100 tahun.
Longshot akan dikirim ke Alpha Centauri dengan tugas berbeda. Pada dasarnya, dia harus mengumpulkan data astronomi yang memungkinkan penghitungan jarak yang akurat hingga milyaran, jika bukan triliunan, bintang lain. Tetapi jika reaktor nuklir yang menggerakkan peralatan habis, misi juga akan terhenti. Longshot adalah rencana ambisius yang tidak pernah terwujud.
Tetapi ini tidak berarti bahwa ide tersebut mati sejak awal. Pada tahun 2013, proyek Longshot II benar-benar dimulai dalam bentuk proyek siswa Icarus Interstellar. Kemajuan teknologi selama puluhan tahun telah berlalu sejak program Longshot asli diperkenalkan, mereka dapat diterapkan ke versi baru, dan program secara keseluruhan telah menerima perbaikan besar-besaran. Biaya bahan bakar direvisi, misi dipotong setengah, dan seluruh desain Longshot direvisi dari ujung kepala hingga ujung kaki.
Draf akhir akan menjadi indikator yang menarik tentang bagaimana masalah yang tidak dapat diselesaikan berubah dengan penambahan teknologi dan informasi baru. Hukum fisika tetap sama, tetapi 25 tahun kemudian, Longshot memiliki kesempatan untuk menemukan angin kedua dan menunjukkan kepada kita seperti apa perjalanan antarbintang di masa depan.
