Die Sterne über uns sind so schön, dass die Menschen sogar ganze Mythologien darauf aufbauen. Sie sind wirklich spektakulär, und jetzt, da wir es bis zum Mond geschafft haben und bald zum Mars gelangen, wird unser natürlicher Drang der Weg zu den Sternen sein.
Diese Reise hat die Grundlage für unzählige Science-Fiction- und Filmgeschichten gebildet. Viele Leute denken bereits, dass das Reisen von Stern zu Stern einfach ist - Sie müssen nur den Abzug drücken, aber nicht alles ist so einfach. Einige wichtige Fragen müssen noch angegangen werden.
Schneller als das Licht
Viele Raumfahrten in der Science-Fiction basieren auf Reisen, die schneller als die Lichtgeschwindigkeit sind. In Wirklichkeit verhindert die Physik eine solche Möglichkeit. An dieser grundsätzlichen Einschränkung führt kein Weg vorbei. Selbst Reisen in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit sind mit allen möglichen interessanten relativistischen Problemen in Bezug auf Masse und Energie konfrontiert. Unsere einzige Möglichkeit ist die Verwendung von Portalen - Wurmlöchern.
Das Wurmloch muss genau überwacht werden, was derzeit außerhalb unserer Reichweite liegt, und wir müssen irgendwie ein zweites Wurmloch an seinem Ziel erstellen. Die Notwendigkeit, jemanden ans andere Ende zu schicken, um ein Wurmloch zu schaffen, ist nicht der beste Grund für die erste interstellare Reise. Darüber hinaus können physikalische Effekte beim Reisen durch ein permanentes oder temporäres Wurmloch zur Zerstörung jeglicher Materie führen. Sie können Ihr Ziel leicht in Plasmaform erreichen.
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Teleportation
Bei der klassischen Teleportation ist eine Person anwesend, die das Gerät aktiviert und verschwindet, um am Zielort wieder zu erscheinen. In Wirklichkeit funktioniert die Teleportation jedoch viel komplizierter als in den Filmen gezeigt. Auch wenn wir die Möglichkeit eines solchen Prinzips zugeben, denken Sie darüber nach: Eine Person wird in einer Teleportationsmaschine in Atome zerlegt, physisch zu einem Ziel transportiert und wieder zusammengesetzt.
Die Montage allein erfordert unglaubliche Maschinen am Zielort, und elementare physikalische Gesetze hindern uns daran, Materie in solch einer gigantischen Entfernung präzise zu manipulieren - bis hin zu einem anderen Stern. Eine solche Teleportation wird nur zu den Orten möglich sein, an denen wir bereits waren. Der Zusammenbau von Atomen steht uns noch nicht zur Verfügung, ist aber durchaus möglich. Sie müssen nur Atome an einen anderen Stern senden, und dies kann mit Lichtgeschwindigkeit erfolgen - deutlich schneller als das Senden eines Körpers, aber es wird noch Jahre dauern.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine genaue Kopie der Person am anderen Ende zu sammeln und die vorherige zu zerstören. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass diese Option für jemanden geeignet ist.
Kolonieschiff
Wenn es nicht möglich ist, schneller als mit Lichtgeschwindigkeit zu reisen, können wir Schiffe von Generationen bauen. Licht erreicht den nächsten Stern in vier Jahren, aber ein schweres Objekt wird viel länger dauern. Die meisten Sterne brauchen mindestens Hunderte von Jahren, um zu fliegen. Auf den Schiffen von Generationen können Populationen geboren werden und sterben, bis sie viele Jahre später ihr Ziel erreichen. Diese Schiffe haben jedoch eine Reihe von Problemen.
Nachkommen können den ursprünglichen Zweck der Mission einfach vergessen, da sie für Hunderte von Jahren zur Legende werden wird. Ein intelligentes Computersystem könnte auf einem Schiff geborene Menschen schulen, um einen solchen Ausfall zu vermeiden. Dennoch ist es sehr schwierig vorherzusagen, was passieren wird, wenn eine Generation durch eine andere Generation ersetzt wird. Wenn dem Schiff etwas passiert, kann kaum eine Generation, die im Laufe der Jahre die Feinheiten der Technik vergessen hat, etwas tun.
Mutterschiff
Um so viel Unsicherheit wie möglich bei Generationenschiffen zu vermeiden, können Eierschiffe eingesetzt werden. Sie werden gefrorene befruchtete menschliche Eier tragen, die von ausgeklügelten Maschinen gezüchtet und aufgezogen werden, die als ihre Mütter, Eltern und Erzieher fungieren. Eier können beim Erreichen eines entfernten Sterns oder Planeten in Menschen verwandelt werden, und Computer werden zukünftigen Eroberern des Weltraums alles beibringen, was es zu wissen gibt.
Das Entwerfen solcher Maschinen ist derzeit möglicherweise nicht möglich, aber in Zukunft - warum nicht? Wie das Schiff einer Generation kann auch das Schiff der Eier einer Person nicht helfen, die nach neuen Sternen suchen will. Bauern mögen ihre Mission vielleicht nicht oder sie werden sogar ohne Durst nach Reisen geboren.
Langlebigkeit
Eine Alternative zum Schiff der Generationen kann die genetische Veränderung von Menschen sein, die Hunderte oder Tausende von Jahren leben und im Laufe ihres Lebens reisen können. Alle Fragen des Lebens im Weltraum würden geklärt. Langlebigkeit und Unsterblichkeit werden von der Wissenschaft sorgfältig untersucht, aber das größte Hindernis in diesen Angelegenheiten sind Telomere - die Enden von Chromosomen, die mit jeder Zellteilung kürzer werden.
Schließlich wird die Länge der Telomere weggefressen und die Zellen beginnen, ihre eigene lebensfähige DNA zu beschädigen, wenn sie sich teilen. Dies bedeutet, dass die DNA selbst die Anzahl der Zellteilungen enthält, die auftreten können. Zellen teilen sich, um alte oder beschädigte Zellen wie Wimpern, Haut oder Teile des Magens zu ersetzen (Sie wissen um einen hohen Säuregehalt im Magen).
Die Antwort scheint einfach zu sein: Sie müssen die Länge der Telomere speichern. Tatsache ist jedoch, dass die einzigen adulten Zellen, die dies tun können, Karzinogene sind.
Winterschlaf
Da Langlebigkeit und die neue Generation nicht die Antwort auf eine wichtige Frage sind, kann eine angehaltene Animation helfen. In vielen Filmen und Büchern wurden Menschen eingeschlafen, um über weite Strecken transportiert zu werden. In diesem Zustand altern die Menschen nicht oder sie altern sehr langsam. Dies ist eine Art "Schlafmodus". Leider sind Telomere auch hier ein Problem.
Unser Körper enthält immer eine kleine Menge radioaktiver Elemente. Sie emittieren geringe Mengen an Strahlung, was für uns harmlos ist, da ständig neue Zellen beschädigte ersetzen. Wenn eine Person während einer angehaltenen Animation nicht altert, schrumpfen ihre Telomere nicht und die Zellen teilen sich nicht. Alle radioaktiven Elemente in diesem Zustand schädigen den Körper dauerhaft, was letztendlich zum Tod führt. Selbst langsames Altern schützt Sie nicht für längere Zeit vor Strahlung. Es ist notwendig, dass sich die Zellen mit der üblichen Geschwindigkeit teilen.
Bewegung
Selbst wenn die menschlichen Probleme des Reisens zu anderen Sternen gelöst sind, bleiben Bewegungsprobleme bestehen. Herkömmliche Systeme beinhalten das Verbrennen von Kraftstoff oder Strahlmasse, aber das Erreichen eines anderen Sterns würde unglaubliche Mengen an Kraftstoff erfordern, was äußerst ineffizient ist. Als Lösung können Sie unterwegs Kraftstoff sammeln.
Im Raum zwischen den Sternen gibt es keine gewöhnlichen Asteroiden oder Planeten, auf denen man landen und Treibstoff bekommen kann. Glücklicherweise ist der Weltraum kein Vakuum, er enthält viele verstreute winzige Atome, hauptsächlich Wasserstoff. Wenn Sie sich mit hoher Geschwindigkeit bewegen, können diese Atome gesammelt und als Brennstoff für Reaktionen wie die Fusion verwendet werden (wenn wir dazu kommen, natürlich).
Um Wasserstoff zu sammeln, benötigen Sie nach vorläufigen Berechnungen eine leistungsstarke "Schaufel" mit einer Fläche von 2000 Quadratkilometern. Diese Größe erhöht den Widerstand des Schiffes erheblich und verringert die Geschwindigkeit einer herkömmlichen Rakete. Ein solches System wäre höchst ineffektiv und nicht nachhaltig. Aber sie wurde in Betracht gezogen.
Beschädigung
Der uns am nächsten gelegene Stern ist Alpha Centauri. Es liegt vier Lichtjahre von der Erde entfernt. Es würde 72 Millionen Jahre dauern, um es in einem normalen Auto mit 60 km / h zu erreichen. Selbst wenn wir davon ausgehen, dass ein solches Auto entstehen wird, verfallen in dieser Zeit alle denkbaren Perioden des Verfalls und des normalen Verschleißes, ganz zu schweigen von der Wahrscheinlichkeit, nach so langer Zeit fast Null zu erreichen.
Sie brauchen Geschwindigkeit, auch wenn diese durch die Lichtgeschwindigkeit begrenzt ist. Aufgrund der winzigen Atome, die im Weltraum verstreut sind, wird jedes Schiff mit hoher Geschwindigkeit mit einer solchen Kraft bombardiert, dass es selbst den haltbarsten Stahl durchbohrt.
Es gibt zwei Möglichkeiten: Personen oder Autos reparieren ständig Löcher und reparieren Schäden, was bedeutet, dass Sie eine große Menge an Reparaturmaterial benötigen, das Sie mit sich führen müssen, oder das Schiff besteht aus elastischen Materialien, die sich selbst reparieren. Es sind diese Materialien, die jetzt bei Raumfahrtagenturen entwickelt werden. Die schlechte Nachricht ist, dass Wissenschaftler nicht an die Möglichkeit solcher Materialien glauben.
Schwere
Unsere Körperstruktur ist stark von der Schwerkraft abhängig. Wenn Menschen nicht unter den Bedingungen der normalen Schwerkraft der Erde leben, beginnen ihre Organismen zu leiden. Nach einigen Wochen oder Monaten werden die Knochen brüchig, die Muskeln schwach und die langfristigen Folgen sind im Allgemeinen tödlich.
Menschen können diese Effekte durch eine Vielzahl von Übungen und Diäten bekämpfen, aber nach einigen Jahren oder Jahrzehnten im Weltraum wird der menschliche Körper irreversibel geschädigt. Selbst bei relativ kurzen Flügen verschlechtert sich das Sehvermögen erheblich. Dies ist übrigens genau das Problem, das die NASA lösen möchte, bevor sie Menschen zum Mars schickt.
Anstatt in der Schwerelosigkeit zu leben, können Sie künstliche Schwerkraft erzeugen, indem Sie ein Weltraumobjekt drehen. Leider wird dies eine enorme Menge an Energie und Kraftstoff erfordern, und der Spin selbst wird unvermeidlich Übelkeit verursachen - kurzfristig. Was langfristig passieren wird, ist noch unbekannt, wurde nicht untersucht.
Nahrung, Luft und Wasser
Menschen, die längere Zeit auf einem Schiff leben, benötigen ein Lebenserhaltungssystem. Sie müssen essen, trinken, atmen, urinieren, entleeren, waschen und schlafen. Vieles davon kann mit der aktuellen Technologie bereits im Weltraum durchgeführt werden. Aber auf langen Reisen wird die Menge an Wasser und Nahrung zu groß, um sie mitzunehmen.
Die klügste Lösung wäre, ein sich selbst tragendes Ökosystem an Bord des Schiffes zu nehmen. Pflanzen produzieren Luft, werden erfolgreich gefressen und verbrauchen menschlichen Abfall. Jedes Ökosystem ist ineffizient genug, kann jedoch die Lebensdauer verlängern, bevor es am Ziel ankommt.
Die Ausrüstung des Schiffes würde durch die zirkulierenden Gase schwer beschädigt. Dies könnte jedoch durch die Schaffung intelligenter Materialien gelöst werden. Algen werden genau untersucht, da sie ein enormes Potenzial für die Erhaltung von Ökosystemen haben. Sie haben aber auch Probleme - wenn Sie Algen in großen Mengen essen, können Sie sich ernsthaft vergiften. Und wieder - genetische Veränderung kann auch dieses Problem lösen.
Alles was bleibt ist, die vorherigen neun Probleme zu lösen.
