Budou lidé někdy stavět hvězdné lodě?

"Budeme někdy žít mezi hvězdami?"

To je velká otázka Rachel Armstrongové - a ona je odhodlána odpovědět. Armstrong, profesor experimentální architektury na univerzitě v Newcastle University ve Velké Británii, přemýšlel o celé své kariéře s nulovou gramáží a zejména po vstupu do mezinárodního projektu Icarus Interstellar, jehož cílem je podporovat a usnadňovat mezihvězdný let ve 21. století. „Má co do činění s překročením našich mezí a je víc než to, co jsme právě teď,“ říká. „Otázka hvězdné lodi je opravdu o povaze lidstva. A to je jiné, než se ptát, zda jsme my umět postavit hvězdnou loď. “

Může nebo nemůže podléhat změnám, ale to, co by bylo či nebylo by produktem samotného lidstva - naše úvahy, naše priority. Kontextem otázky hvězdné lodi je populační růst, zhoršování životního prostředí, vědecký výzkum a podnět k prozkoumání. Ve srovnání se vším, že je definování předmětu vyšetřování je snadné: hvězdná loď, podle Armstronga, je nádoba, která může být použita k přepravě organického života do světů mimo naši sluneční soustavu. Existují dvě hlavní charakteristiky, které oddělují hvězdnou loď od jiných druhů kosmických lodí: Schopnost udržet život na palubě po dlouhou dobu a schopnost přenášet tento život na jiné měsíce a planety.

Život ve vesmíru je věc, kterou můžeme udělat. To ISS nabízí. Co ISS nemůže udělat, je pohyb přes galaktické vzdálenosti. Pohon je, pokud jde o hvězdné lodě, rub. Vědci odhadují, že aby se vesmírná loď dostala do jiného hvězdného systému během 100 let, musela by cestovat rychlostí asi 10%. Bez warpového pohonu jsou věci složité.

Ze všech současných nebo navrhovaných technologií si Armstrong myslí, že solární plachty jsou nejrealističtější. Sluneční plachta v podstatě využívá radiační tlak emitovaný z hvězd jako hnací sílu. Radiační tlak v tomto případě by tlačil proti velkým ultratenkým zrcadlům připojeným k kosmické lodi jako plachta, pohybující se dopředu velmi vysokými rychlostmi. Jedná se o (poměrně) cenově dostupný typ pohonu. Ve skutečnosti je to tak levné, že je základem projektu LightSail financovaného občanskou společností Planetary Society, který v červnu 2015 uspořádal zkušební let. Není třeba nosit a ukládat na palubu jakýkoliv druh pohonné látky.

„Můžeme to vlastně začít budovat,“ říká Armstrong.

Ale existují nevýhody. Pokud nečekané kousky vesmírného prachu a nečistot dopadnou na tenký materiál plachty, celá věc může být nenapravitelně poškozena během několika vteřin. Armstrong říká, že robotická sonda prohledávající takový vesmírný odpad by mohla pomoci poskytnout nějaké včasné varování, ale plachta by stále musela provádět vyhýbací manévry. Pokud na palubě nejsou žádné záložní pohonné systémy, astronauti by byli v úplném milosrdenství radiačních tlaků a slunečního větru, které jsou méně než předvídatelné.

Existují i ​​další, radikálnější technologie pohonu, které by pravděpodobně měly větší smysl pro větší typy hvězdných lodí. Největší smysl má jaderná energie. Můžeme už dělat jaderné štěpení (to je to, jak tu máme jaderné reaktory na Zemi), ale jaderná fúze by byla hodně Efektivnější. Mnohé další koncepční technologie vycházejí z technologie fúzí, jako je použití laserů a elektronových paprsků k pohonu lodi vpřed. Bohužel se nezdá, že bychom byli blíž k tomu, aby se fúze stala realitou, než jsme byli před deseti lety.

Další velkou překážkou návrhu hvězdné lodi je obývatelnost. Jedna věc je poslat lidi do vesmíru a další, aby je udrželi naživu. Armstrong tvrdí, že toto může být provedeno, ale pouze s půdou.

"Pokud přežijeme, budeme potřebovat půdu," říká. "Tam je organická hmota."

Půda je nezbytná pro růst rostlin, která je nezbytná pro produkci kyslíku, ovoce a zeleniny. Různé druhy rostlin mohou také poskytnout tunu různých organických materiálů, které jsou užitečné v nejrůznějších případech. Tento výzkum je bohužel těžké sledovat. Mezinárodní smlouva o vesmíru z roku 1967 omezuje experimenty na mikroorganismech v extrémním prostředí. Za předpokladu, že smlouva byla změněna, by vědci museli přijít na způsob, jak využít dynamické chemické procesy k terraformování vysoce lokalizovaných zón. To by vyžadovalo „super půdy“.

„Můžeme navrhnout složité látky, které přesahují myšlenku vody a vzduchu smíšené v určitých poměrech,“ říká Armstrong. „Pokud bychom strategicky představili různé druhy organismů a možná i technologické látky, mohli bychom zjistit, že půdy mohou dělat mnohem víc než přirozeně.“

Syntetická biologie nám dokonce mohla pomoci bioinženýrům, kteří by mohli hrát klíčovou roli v prostředí hvězdné lodi. Tyto rostliny by mohly být vyrobeny tak, aby produkovaly kyslík ve větších množstvích, žily z menších zdrojů, filtrovaly vodní systémy, aby recyklovaly pitnou vodu, vyráběly ovoce a zeleninu rychleji, atd.

Udržitelné stanoviště však neznamená pouze poskytnutí zdrojů, které by pomohly zvýšit život. Armstrong strávil spoustu času zkoumáním „živých technologií“ - ve kterých metabolické materiály působí jako „chemické rozhraní nebo jazyk, skrze který se umělé struktury, jako je architektura, mohou spojit s přírodními systémy.“ Tyto materiály mají v podstatě metabolické vlastnosti, které jim umožňují transformovat do různých států prostřednictvím energetických procesů. Armstrong se nejvíce zajímá o to, jak by se metabolické materiály mohly podílet na vytváření ekologické krajiny vedle běžnějších konstrukčních materiálů.

Jedním z příkladů jsou „kapky ropného oleje“, které se mohou pohybovat po prostředí a podléhají složitému chování na základě měnících se podmínek. To by mohlo znamenat, že bude stále více citlivé na světlo; reakce na vibrace a otřesy; změna měnících se směsí vzduchu tím, že se odstraní různé druhy odpadů; nebo dokonce samočinné opravy po poškození. Tato poslední schopnost by mohla být obzvláště užitečná pro vytvoření vrstvy trupu kosmické lodi, která pomáhá minimalizovat poškození způsobené jinými neviditelnými předměty, které jsou zraněny v prostoru, jako jsou malé kameny nebo kousky ledu.

Tyto překážky znemožňují, že splníme termín 2100 hvězdných lodí společnosti Armstrong. I kdyby technologická omezení nebyla problémem, hospodářské a politické síly by proces nepochybně zpomalily. Přesto Armstrong doufá, že se zvýšeným zájmem vrátit se na Měsíc a dostat lidi na Mars, bychom mohli brzy založit výzkumnou stanici, která by se věnovala pouze tomu, jak vybudovat hvězdnou loď.

„S tvorbou meziplanetární civilizace jsme velmi vážní,“ říká Armstrong.

„Ačkoli to zní jako sci-fi, přemýšlet o hvězdných lodích nás vybízí k tomu, abychom strategicky přemýšleli o tom, jakým způsobem se chystáme dělat věci v dlouhodobém horizontu, pro další generace. Nevíme, co bude dál, ale musíme jít do neznáma. “