Hoće li ljudi ikada izgraditi brodove?

"Hoćemo li ikada živjeti među zvijezdama?"

To je veliko pitanje Rachel Armstrong - i ono na što je odlučila odgovoriti. Profesor eksperimentalne arhitekture na Sveučilištu Newcastle u Velikoj Britaniji, Armstrong je razmišljao o konstrukciji nulte gustoće za cijelu svoju karijeru, a pogotovo od ulaska u Icarus Interstellar, međunarodni projekt osmišljen za promicanje i olakšavanje međuzvjezdanog leta u 21. stoljeću. "To je povezano s prelaskom izvan naših granica i biti više od onoga što smo sada", kaže ona. “Pitanje o svemirskim brodovima zapravo je o prirodi čovječanstva. I to se razlikuje od pitanja da li mi limenka izgraditi zvjezdani brod."

Može ili ne može biti promijenjen, ali bi ili ne bi bio proizvod samog čovječanstva - naše razmišljanje, naši prioriteti. Kontekst pitanja svemirskog broda je porast populacije, pogoršanje stanja okoliša, znanstvena istraživanja i poticaj za istraživanje. U usporedbi sa svime tim, definiranje predmeta istraživanja je jednostavno: Zvjezdani brod, prema Armstrongu, je brod koji se može koristiti za transport organskog života u svjetove izvan našeg Sunčevog sustava. Postoje dvije glavne značajke koje odvajaju zvjezdani brod od drugih vrsta svemirskih letjelica: Sposobnost održavanja života na brodu dugotrajno i sposobnost da se taj život prenese na druge mjesece i planete.

Život u svemiru je ono što možemo učiniti. To je ono što nudi ISS. Ono što ISS ne može učiniti jest kretanje po galaktičkim udaljenostima. Pogon je, kada je riječ o brodovima, trljanje. Znanstvenici procjenjuju da bi, da bi došli do drugog zvjezdanog sustava u roku od 100 godina, letjelica trebala putovati brzinom od oko 10 posto brzine svjetlosti. Bez warp pogona, stvari su zeznute.

Od svih postojećih ili predloženih tehnologija, Armstrong misli da su solarna jedra najrealnija. Sunčevo jedro u osnovi koristi radijacijski tlak koji se emitira iz zvijezda kao pogonska sila. Pritisak zračenja u ovom slučaju gurao bi se protiv velikih ultra tankih zrcala koji su bili pričvršćeni za letjelicu poput jedra i kretali su se naprijed vrlo visokim brzinama. To je (relativno) pristupačan tip pogona. Zapravo, toliko je jeftino da je to temelj projekta LightSail koji je financiran od strane planetarnog društva i koji je održao probni let u lipnju 2015. Nema potrebe za nošenjem i skladištenjem bilo kakve vrste goriva na brodu.

"To zapravo možemo početi graditi", kaže Armstrong.

Ali postoje nedostaci. Ako neočekivani komadići svemirske prašine i krhotina udare u tanki materijal jedra, cijela stvar može biti nepopravljivo oštećena u sekundi. Armstrong kaže da bi skeniranje robotske sonde za takvo svemirsko smeće moglo pomoći u ranom upozorenju, ali jedro bi ipak moralo izvršiti manevre izbjegavanja. Ako na brodu nema rezervnih propulzijskih sustava, astronauti bi bili u potpunoj milosti zračnih pritisaka i sunčevih vjetrova, koji su manje nego predvidljivi.

Postoje i druge, radikalnije pogonske tehnologije koje bi vjerojatno imale više smisla za veće tipove brodova. Nuklearna energija ima najviše smisla. Već možemo raditi nuklearnu fisiju (ovako pogaramo nuklearne reaktore na Zemlji), ali bi nuklearna fuzija bila mnogo učinkovitije. Mnoge druge vrste konceptualnih tehnologija grade tehnologiju fuzije, kao što je upotreba lasera i elektronskih snopova kako bi se brod pomaknuo naprijed. Nažalost, čini se da nismo bliže stvaranju fuzije nego prije deset godina.

Druga velika prepreka dizajnu brodova je mogućnost stanovanja. Jedno je slati ljude u svemir, a drugo da ih održe u životu. Armstrong tvrdi da se potonje može učiniti, ali samo s tlom.

"Ako želimo preživjeti, trebat će nam tlo", kaže ona. "Tamo gdje se nalazi organska tvar."

Tlo je potrebno za rast biljaka, koje je potrebno za proizvodnju kisika, voća i povrća. Različite vrste biljaka također bi mogle pružiti tonu različitih organskih materijala korisnih u različitim okolnostima. Nažalost, ovo istraživanje je teško slijediti. Međunarodni ugovor o svemiru iz 1967. ograničava eksperimente s mikroorganizmima u ekstremnim uvjetima. Pretpostavljajući da je ugovor izmijenjen, znanstvenici bi morali pronaći način da koriste dinamičke kemijske procese za teraformiranje visoko lokaliziranih zona. To bi zahtijevalo "super tlo".

“Možemo osmisliti složene tkanine koje ne prelaze ideju o miješanju vode i zraka u određenim omjerima”, kaže Armstrong. "Ako strateški uvedemo različite vrste organizama i možda čak i tehnološke tkanine, mogli bismo otkriti da tla mogu učiniti mnogo više nego što to prirodno čine."

Sintetička biologija mogla bi nam čak pomoći da napravimo bioinženjerske biljke koje bi mogle odigrati ključnu ulogu u okruženju svemirskog broda. Te bi se biljke mogle proizvoditi za proizvodnju kisika u većim količinama, živjeti od manje resursa, filtrirati vodene sustave za recikliranje pitke vode, proizvoditi voće i povrće brže, itd.

Ali održivo stanište ne znači samo pružanje resursa koji će pomoći u rastu života. Armstrong je proveo mnogo vremena istražujući "žive tehnologije" - u kojima metabolički materijali djeluju kao "kemijsko sučelje ili jezik kroz koji se umjetne strukture, kao što su, arhitektura, mogu povezati s prirodnim sustavima." transformirati u različita stanja putem energetskih procesa. Armstrong je najzainteresiraniji za razumijevanje načina na koji metabolički materijali mogu sudjelovati u stvaranju ekološkog krajolika zajedno s konvencionalnijim strukturnim materijalima.

Jedan od primjera su "kapljice ulja protostanice" koje se mogu kretati okolinom i podvrgnuti složenim ponašanjima koja se temelje na promjenjivim uvjetima. To može značiti da postaje sve manje osjetljivo na svjetlo; reagiranje na vibracije i trešnje; mijenjanje sastava zraka prolijevanjem različitih vrsta otpadnih proizvoda; ili čak i samorepulirajući nakon oštećenja. Ta posljednja sposobnost mogla bi biti osobito korisna za stvaranje sloja trupa letjelice koji pomaže u smanjenju štete koju nanose drugi nevidljivi objekti koji su povrijeđeni oko prostora, poput malih stijena ili komadića leda.

Zbog ovih prepreka nije vjerojatno da ćemo se susresti s Armstrongovim samonametnutim rokom od 2100 godina. Čak i ako tehnološka ograničenja nisu bila problem, ekonomske i političke snage nesumnjivo bi usporile proces. Ipak, Armstrong se nada da bi, s povećanim zanimanjem za povratak na Mjesec i dobivanje ljudi na Mars, uskoro mogli osnovati istraživačku stanicu posvećenu isključivo razmatranju kako izgraditi zvjezdani brod.

"Prilično smo ozbiljni u stvaranju međuplanetarne civilizacije", kaže Armstrong.

“Iako zvuči kao znanstvena fantastika, razmišljanje o brodovima poziva nas da strateški razmišljamo o načinu na koji stvaramo stvari dugoročno, generacijama koje dolaze. Ne znamo što će se sljedeće dogoditi, ali moramo ići u nepoznato."