Je, usafiri wa nyota ni kweli?
Je, usafiri wa nyota ni kweli?

Video: Je, usafiri wa nyota ni kweli?

Video: Je, usafiri wa nyota ni kweli?
Video: Albert Einstein; Mwanasayansi Aliyeacha Maajabu Duniani/ Baada Ya Kufariki Waliiba Ubongo Wake 2024, Machi
Anonim

Mwandishi wa makala hiyo anaeleza kwa kina kuhusu teknolojia nne za kuahidi zinazowapa watu fursa ya kufikia sehemu yoyote ya Ulimwengu wakati wa maisha ya mwanadamu mmoja. Kwa kulinganisha: kutumia teknolojia ya kisasa, njia ya mfumo mwingine wa nyota itachukua miaka elfu 100.

Tangu mwanadamu alipotazama anga la usiku kwa mara ya kwanza, tumeota ndoto ya kutembelea ulimwengu mwingine na kuona Ulimwengu. Na ingawa roketi zetu zilizojaa kemikali tayari zimefikia sayari nyingi, miezi na miili mingine katika mfumo wa jua, chombo kilicho mbali zaidi na Dunia, Voyager 1, kilisafiri kilomita bilioni 22.3 pekee. Hii ni 0.056% tu ya umbali wa mfumo wa nyota wa karibu unaojulikana. Kutumia teknolojia ya kisasa, njia ya mfumo mwingine wa nyota itachukua miaka elfu 100.

Walakini, hakuna haja ya kutenda kama tumekuwa tukifanya siku zote. Ufanisi wa kutuma magari yenye mzigo mkubwa wa malipo, hata na wanadamu kwenye ndege, juu ya umbali usio na kifani katika ulimwengu unaweza kuboreshwa sana ikiwa teknolojia sahihi itatumiwa. Hasa zaidi, kuna teknolojia nne za kuahidi ambazo zinaweza kutufikisha kwenye nyota kwa muda mfupi zaidi. Hawa hapa.

moja). Teknolojia ya nyuklia. Kufikia sasa katika historia ya wanadamu, vyombo vyote vya angani vinavyorushwa angani vina kitu kimoja: injini inayoendeshwa na kemikali. Ndiyo, mafuta ya roketi ni mchanganyiko maalum wa kemikali iliyoundwa ili kutoa msukumo wa juu zaidi. Neno "kemikali" ni muhimu hapa. Miitikio ambayo hutoa nishati kwa injini inategemea ugawaji upya wa vifungo kati ya atomi.

Hii kimsingi inazuia matendo yetu! Idadi kubwa ya wingi wa atomi huanguka kwenye kiini chake - 99, 95%. Wakati mmenyuko wa kemikali unapoanza, elektroni zinazozunguka atomi husambazwa upya na kwa kawaida huachiliwa kama nishati takriban 0, 0001% ya jumla ya wingi wa atomi zinazoshiriki katika mmenyuko huo, kulingana na mlingano maarufu wa Einstein: E = mc2. Hii inamaanisha kuwa kwa kila kilo ya mafuta ambayo hupakiwa kwenye roketi, wakati wa majibu, unapokea nishati sawa na miligramu 1 hivi.

Hata hivyo, ikiwa roketi za nyuklia zitatumiwa, hali itakuwa tofauti sana. Badala ya kutegemea mabadiliko katika usanidi wa elektroni na jinsi atomi zinavyoungana, unaweza kutoa kiasi kikubwa cha nishati kwa kuathiri jinsi viini vya atomi vimeunganishwa. Unapogawanya atomu ya urani kwa kuipiga na nyutroni, hutoa nishati nyingi zaidi kuliko athari yoyote ya kemikali. Kilo 1 ya uranium-235 inaweza kutoa kiasi cha nishati sawa na miligramu 911 za uzito, ambayo ni karibu mara elfu zaidi ya mafuta ya kemikali.

Tunaweza kufanya injini kuwa bora zaidi ikiwa tungejua muunganisho wa nyuklia. Kwa mfano, mfumo wa fusion ya thermonuclear kudhibitiwa inertial, kwa msaada wa ambayo itawezekana kuunganisha hidrojeni kwenye heliamu, mmenyuko huo wa mnyororo hutokea kwenye Jua. Mchanganyiko wa kilo 1 ya mafuta ya hidrojeni kuwa heliamu itabadilisha kilo 7.5 za misa kuwa nishati safi, ambayo ni karibu mara elfu 10 zaidi kuliko mafuta ya kemikali.

Wazo ni kupata kuongeza kasi sawa kwa roketi kwa muda mrefu zaidi: mamia au hata maelfu ya mara zaidi kuliko sasa, ambayo ingewawezesha kuendeleza mamia au maelfu ya mara kwa kasi zaidi kuliko roketi za kawaida sasa. Njia kama hiyo ingepunguza wakati wa kuruka kati ya nyota hadi mamia au hata makumi ya miaka. Hii ni teknolojia ya kuahidi ambayo tutaweza kuitumia ifikapo 2100, kulingana na kasi na mwelekeo wa maendeleo ya sayansi.

2). Boriti ya lasers ya cosmic. Wazo hili ni kiini cha mradi wa Breakthrough Starsshot, ambao ulipata umaarufu miaka michache iliyopita. Kwa miaka mingi, dhana haijapoteza mvuto wake. Wakati roketi ya kawaida hubeba mafuta nayo na kuitumia kuongeza kasi, wazo kuu la teknolojia hii ni boriti ya leza zenye nguvu ambazo zitaipa chombo cha anga za juu msukumo unaohitajika. Kwa maneno mengine, chanzo cha kuongeza kasi kitatolewa kutoka kwa meli yenyewe.

Dhana hii ni ya kusisimua na ya kimapinduzi kwa njia nyingi. Teknolojia za laser zinaendelea kwa mafanikio na hazizidi kuwa na nguvu zaidi, lakini pia zimeunganishwa sana. Kwa hivyo, ikiwa tutaunda nyenzo inayofanana na tanga inayoakisi asilimia ya juu ya kutosha ya mwanga wa leza, tunaweza kutumia risasi ya leza kufanya chombo cha anga za juu kukuza kasi kubwa. "Nyota" yenye uzito wa ~ gramu 1 inatarajiwa kufikia kasi ya ~ 20% ya kasi ya mwanga, ambayo itairuhusu kuruka hadi kwa nyota iliyo karibu zaidi, Proxima Centauri, katika miaka 22 tu.

Kwa kweli, kwa hili tutalazimika kuunda boriti kubwa ya laser (karibu 100 km2), na hii inahitaji kufanywa angani, ingawa hii ni shida ya gharama kuliko teknolojia au sayansi. Hata hivyo, zipo changamoto kadhaa zinazohitaji kutatuliwa ili kuweza kutekeleza mradi huo. Kati yao:

  • meli isiyosaidiwa itazunguka, aina fulani ya (bado haijatengenezwa) utaratibu wa kuimarisha inahitajika;
  • kutokuwa na uwezo wa kuvunja wakati hatua ya marudio imefikiwa, kwa kuwa hakuna mafuta kwenye bodi;
  • hata ikiwa itageuka kuongeza kifaa cha kusafirisha watu, mtu hataweza kuishi kwa kasi kubwa - tofauti kubwa ya kasi katika muda mfupi.

Labda siku moja teknolojia zitaweza kutupeleka kwenye nyota, lakini bado hakuna njia ya mafanikio ya mtu kufikia kasi sawa na ~ 20% ya kasi ya mwanga.

3). Mafuta ya Antimatter. Ikiwa bado tunataka kubeba mafuta na sisi, tunaweza kuifanya kwa ufanisi zaidi iwezekanavyo: itatokana na kuangamizwa kwa chembe na antiparticles. Tofauti na mafuta ya kemikali au nyuklia, ambapo sehemu ndogo tu ya wingi kwenye ubao hubadilishwa kuwa nishati, maangamizi ya chembe-chembe hutumia 100% ya wingi wa chembe na antiparticles. Uwezo wa kubadilisha mafuta yote kuwa nishati ya kunde ni kiwango cha juu cha ufanisi wa mafuta.

Ugumu hutokea katika matumizi ya njia hii katika mazoezi katika pande tatu kuu. Hasa:

  • kuundwa kwa antimatter imara ya neutral;
  • uwezo wa kuitenga na suala la kawaida na kudhibiti kwa usahihi;
  • kuzalisha antimatter kwa kiasi kikubwa cha kutosha kwa ndege kati ya nyota.

Kwa bahati nzuri, masuala mawili ya kwanza tayari yanafanyiwa kazi.

Katika Shirika la Ulaya la Utafiti wa Nyuklia (CERN), ambapo Gari Kubwa la Hadron Collider iko, kuna eneo kubwa linalojulikana kama "kiwanda cha antimatter". Huko, timu sita huru za wanasayansi zinachunguza mali ya antimatter. Wanachukua antiprotoni na kupunguza kasi, na kulazimisha positron kuwafunga. Hivi ndivyo antiatomu au antimatter ya upande wowote huundwa.

Hutenga antiatomu hizi kwenye chombo chenye nyuga tofauti za kielektroniki na sumaku ambazo huzishikilia, mbali na kuta za kontena lililotengenezwa kwa maada. Kufikia sasa, katikati ya 2020, wamefanikiwa kutenga na kuweka vizuia atomi kadhaa kwa saa moja kwa wakati mmoja. Katika miaka michache ijayo, wanasayansi wataweza kudhibiti mwendo wa antimatter ndani ya uwanja wa mvuto.

Teknolojia hii haitapatikana kwetu katika siku za usoni, lakini inaweza kuibuka kuwa njia yetu ya haraka ya kusafiri kati ya nyota ni roketi ya antimatter.

4). Starship juu ya jambo giza. Chaguo hili hakika linategemea dhana kwamba chembe yoyote inayohusika na jambo la giza hufanya kama kifua na ni antiparticle yake yenyewe. Kinadharia, maada ya giza, ambayo ni antiparticle yake yenyewe, ina nafasi ndogo, lakini si sifuri, ya kuangamiza na chembe nyingine yoyote ya jambo la giza ambalo linagongana nayo. Tunaweza kutumia nishati iliyotolewa kutokana na mgongano.

Kuna ushahidi unaowezekana kwa hili. Kama matokeo ya uchunguzi, imethibitishwa kuwa Milky Way na galaksi zingine zina ziada isiyoelezeka ya mionzi ya gamma inayotoka kwenye vituo vyao, ambapo mkusanyiko wa nishati ya giza inapaswa kuwa ya juu zaidi. Daima kuna uwezekano kwamba kuna maelezo rahisi ya astrophysical kwa hili, kwa mfano, pulsars. Hata hivyo, inawezekana kwamba jambo hili la giza bado linajiangamiza lenyewe katikati ya galaksi na hivyo kutupa wazo la ajabu - nyota juu ya jambo la giza.

Faida ya njia hii ni kwamba jambo la giza lipo kila mahali kwenye galaksi. Hii ina maana kwamba hatuhitaji kubeba mafuta pamoja nasi kwenye safari. Badala yake, kiboreshaji cha nishati giza kinaweza kufanya yafuatayo:

  • kuchukua jambo lolote la giza lililo karibu;
  • kuharakisha maangamizi yake au kuruhusu kuangamiza kawaida;
  • elekeza upya nishati iliyopokelewa ili kupata kasi katika mwelekeo wowote unaotaka.

Mwanadamu angeweza kudhibiti saizi na nguvu ya kinu ili kufikia matokeo yaliyohitajika.

Bila ya haja ya kubeba mafuta kwenye bodi, matatizo mengi ya usafiri wa anga unaoendeshwa na propulsion yatatoweka. Badala yake, tutaweza kufikia ndoto bora ya safari yoyote - kuongeza kasi isiyo na kikomo ya mara kwa mara. Hii itatupa uwezo usiofikirika zaidi - uwezo wa kufikia sehemu yoyote ya Ulimwengu wakati wa maisha ya mwanadamu mmoja.

Ikiwa tutajiwekea kikomo kwa teknolojia zilizopo za roketi, basi tutahitaji angalau makumi ya maelfu ya miaka kusafiri kutoka Duniani hadi kwenye mfumo wa nyota ulio karibu zaidi. Walakini, maendeleo makubwa katika teknolojia ya injini yako karibu, na yatapunguza nyakati za kusafiri kwa maisha ya mwanadamu mmoja. Ikiwa tunaweza kutawala matumizi ya mafuta ya nyuklia, miale ya leza ya ulimwengu, antimatter au hata mada nyeusi, tutatimiza ndoto yetu wenyewe na kuwa ustaarabu wa anga bila kutumia teknolojia zinazosumbua kama vile viendeshi vya warp.

Kuna njia nyingi zinazowezekana za kubadilisha mawazo yanayotegemea sayansi kuwa teknolojia zinazowezekana, za ulimwengu halisi za injini ya kizazi kijacho. Inawezekana kabisa kwamba kufikia mwisho wa karne chombo cha anga, ambacho bado hakijavumbuliwa, kitachukua nafasi ya New Horizons, Pioneer na Voyager kama vitu vya mbali zaidi vilivyotengenezwa na mwanadamu kutoka Duniani. Sayansi tayari iko tayari. Inabakia kwetu kutazama zaidi ya teknolojia yetu ya sasa na kufanya ndoto hii kuwa kweli.

Ilipendekeza: