Disse interstellære rumskibsdesign er vildt upraktiske

Forskernes ideer til at rejse til stjernerne spænder fra det helt usandsynlige til det enormt dyre og meget vanskelige, siger Ed Regis

Ny videnskabsmand. Science News og Long læser fra ekspertjournalister, der dækker udviklingen inden for videnskab, teknologi, sundhed og miljøet på webstedet og magasinet.

Mens du undersøger Starboundmin nye bog om realiteterne i interstellar rejser, jeg blev ofte overrasket over de bisarre, over-the-top rumfartsdesign, som forskere har foreslået i velkendte akademiske tidsskrifter. Den bedst kendte af disse er Project Orion (1957-1965), hvis centrale idé var at drive et interstellært rumfartøj ved at detonere en række termonukleære bomber bag det, hvilket giver håndværket en række magtfulde spark gennem rummet.

Længe efter projektet var afsluttet, sagde Freeman Dyson, der arbejdede på projektet,: ”Vi var virkelig lidt vanvittige og tænkte, at alle disse ting ville fungere.” Amen.

Masser af andre Wild Starship -design er blevet tilbudt i al alvor. I 1984 sagde Anthony Martin i Journal of the British Interplanetary Society At “den foreslåede bærekapacitet for de foreslåede køretøjer kun er ca. 50 millioner (dvs. svarende til befolkningen på de britiske øer)”. Kun?

Samme år offentliggjorde fysiker Robert L. Forward et design til en laser-pusset, 1000 kilometer diameter Interstellar Light Sail. Dette, indrømmede han, havde en stor ulempe: “Hvis vi ønsker at tilvejebringe en konstant acceleration, ville lasermagten være forøget fra 43.000 TW i starten til 75.000 TW eller mere i slutningen af ​​accelerationsfasen.” “TW” stod for Terawatts – på det tidspunkt var 1 Terawatt den samlede mængde magt, der blev produceret på Jorden på et år. Ved enhver standard er 75.000 en masse terawatts.

I 1996 afslørede NASA -ingeniør Thomas McKendree, hvad der kunne være muligt, hvis molekylær nanoteknologi blev brugt til at bygge et rumfartøj fra materielle strukturer lavet af diamant. Dette giver mulighed for et 4610 kilometer lange skib. Det beboelige område inde i det, skrev han i et papir, “giver en mulig befolkning for denne struktur på 99 milliarder mennesker”. (Hvorfor ikke bare runde op til 100 milliarder?)

Men endnu mere beskedne design viser sig sandsynligvis at være uanvendelige i praksis. En af de mest populære ideer på nuværende tidspunkt er ”verdensskibet”, hvor generationer af passagerer fødes og dør ombord på et rumfartøj over hundreder af års rejse. I 2020 offentliggjorde Andreas Hein ved University of Luxembourg og hans kolleger et papir, der definerede disse håndværk som ”stjerneskibe med befolkninger på over 100.000 og en hastighed under 10% lysets hastighed”.

Et rumskib med 100.000 mennesker om bord er i sig selv et episk, endda heroisk, designkoncept. Dens konstruktion ville kræve ressourcer i en skala, der aldrig før blev set på Jorden. Forfatterne siger, at den største snubleblok for et sådant design vedrører dens konsekvente drift over tid: “Verdensskibets pålidelighed er sandsynligvis et stort mulighedsspørgsmål på grund af det store antal dele og den lange missionsvarighed.”

Forskerne estimerer en fejlrate på tre komponentdele pr. Sekund. At følge med dette ville kræve en stor og autonom reparationsevne. Da anlægget også ville være underlagt fiasko, skal det være selvreparering. Men fangsten er, at et sådant selvreparationssystem i sig selv ville være modtageligt for de sammenbrud, den var designet til at forhindre eller reparere. Så til sidst bliver verdensskibet en selvdestruktiv artefakt, der effektivt dæmper håndværket og dets passagerer. Overraskelse!

Selv hvis Interstellar Travel er uden for vores rækkevidde i den ubestemte fremtid, er det faktum, at vi har resten af ​​vores eget solsystem til at kolonisere. Mulige destinationer inkluderer månen og Mars samt satellitter som Europa og Enceladus. En anden mulighed ville være at skabe rumkolonier i jordbane eller blandt asteroiderne. Kolonisering af ethvert af disse steder ville være en enorm teknisk udfordring og vildt dyre. Men det bedste, der går for denne mulighed, er, at selvom det er vanskeligt i praksis, er det ikke uhensigtsmæssigt.

Ed Regis ‘seneste bog er Starbound: Interstellar Travel og grænserne for det mulige