Napunk ötmilliárd év múlva vörös óriássá
válik és elemészti Földünket. Legkésőbb addig találnunk kell valami
módot a Naprendszer elhagyására, ha nem akarjuk, hogy civilizációnk a
lángok martaléka legyen1. Egyelőre nem sürgető probléma (bár
egy üstökös vagy aszteroida bármikor belénk ütközhet, nem is beszélve az
emberiség saját önpusztító törekvéseiről), az embert azonban vonzza az
ismeretlen, és akkor is a végtelen felé nyújtózik, ha az nem létkérdés.
Képzeletben ezerszer is benépesítettük már a környező naprendszereket,
galaxisokat; csillagközi birodalmakat építettünk és taszítottunk ismét a
barbárság korába – és mindennek a kulcsa az űrutazás fejlődése.
A mai űrprogramokat szemlélve elég nagy a
szakadék a jelenlegi lehetőségek és a valódi csillagközi utazásra
alkalmas járművek között, mind gazdaságosságban, mind technikai
megvalósításban. Ahhoz, hogy elérhessük a csillagokat, vagy a rakéták
hajtóerejét, vagy működésük időtartamát kell megnövelnünk.
Az előző cikkben
az erőterek, a lebegő autók és a teleportáció megvalósíthatóságával
foglalkoztunk. Ezúttal az űrutazást nézzük meg a fizika szemüvegén
keresztül.
Ion- és plazmahajtóművek
1998-ban a Deep Space 1 űrszonda a NASA New Millenium-programjának keretében elsőként tesztelte az NSTAR ionhajtóművet, amely 678 napig működött. A 2003-ban fellőtt japán Hayabusa űrszonda már négy xenon ionhajtóművel rendelkezett.

Az ionhajtóművek a hagyományos
rakétákkal szemben nem hirtelen lövellnek ki forró gázokat, sőt, azokhoz
képest meglehetősen gyengének tűnhetnek – ha egy asztallapra helyezzük
őket, alig mozdulnak el róla. Amit azonban hajtóerőben nélkülöznek, azt
bepótolják üzemhosszúságban, mivel a külső űr vákuumában akár évekig is
működőképesek lehetnek.
Az ionhajtóművek kamrájában mágneses
térben valamilyen nemesgázt ionizálnak, majd a leszakadó elektronok
felgyorsítva kilépnek a kamrából. Az elektronok gyorsítására szolgáló
metódus alapján megkülönböztetünk elektrosztatikus (Coulomb-erő elvén
működő) és elektromágneses (Lorentz-erőt alkalmazó) hajtóműveket. Az
ionizációs kamrában keletkező elektrontöbbletet összegyűjtik, és a
szonda mögé sugározzák egy katóddal, így semlegesítve a töltött
hajtóanyag-felhőt.
Az ionhajtóművek valamivel erősebb
változata a plazmahajtómű, például a Franklin Diaz-Chang által
kifejlesztett VASIMR, amely plazmasugárral hajtja magát előre.
Rádióhullámok és mágneses mezők segítségével több millió fokra hevíti
fel a hidrogéngázt, amely plazmaállapotban kilövell a rakétából.
Egyelőre az űrben még nem próbálták ki, de a mérnökök azt remélik, hogy
plazmahajtóművel néhány hónapra lecsökkenthetik a Mars-utazás hosszát.
Egyes modellek a napenergiát használják a plazma előállítására, mások
maghasadást – ami felvet bizonyos biztonsági kockázatot.
A Michigani Egyetem munkatársai, Brian
Gilchristtel az élen egy olyan nanotechnológián alapuló ionhajtóművet
találtak fel, amely gazdaságosabban működhetne az eddigi hűtőméretű
ionhajtóműveknél: a nanohajtóműben nanorészecskékből álló folyadékot
ionizálnának a kamrában lévő elektródok. Ezeket a nanohajtóműveket nagy
számban lehetne az űrhajó felületén elhelyezni, olcsóbb és könnyebb
megoldást eredményezve.
Azonban még sem az ion-, sem a
plazmahajtómű nem elég erős ahhoz azonban, hogy a csillagokig vihessen
bennünket. Ehhez egészen más meghajtásokban kell gondolkodnunk.
A csillagközi utazás két legnagyobb
akadálya: az utazás hossza és a borzalmas mennyiségű üzemanyag, amit
vinni kéne. Az egyik javaslat, amelyik megoldhatná ezeket a problémákat,
a
Napvitorlás
A napvitorlás arra épít, hogy a napfény kicsi, de állandó nyomást fejt ki, amely képes lehet egy nagy vitorla megmozdítására.2 Noha ez egyszerűen hangzik, a gyakorlatban jó ideig nem sikerült kielégítően tesztelni: 2005-ben a Cosmos 1
űrvitorlát nem sikerült az űrbe juttatni, mert a hordozórakétája
meghibásodott, 2006-ban pedig a japán M–V rakéta ugyan feljuttatott egy
15 méteres napvitorlát, ám az nem nyílt ki teljesen. 2010 júniusában
viszont a japán JAXA IKAROS napvitorlása végre kinyitotta vitorláját és a cikk megírásának idején is az űrben van.
A napvitorlás támogatói azt a megoldást
is felvetették, hogy nagy lézereket kell telepíteni a Holdra, amelyeket a
vitorlára irányítva a legközelebbi csillagig tudnák hajtani. A terv nem
játszik kicsiben: magának a vitorlának is több száz kilométer
átmérőjűnek kéne lennie, és az űrben lehetne csak összeszerelni. A
Holdról pedig több ezer lézersugarat kéne kilövellni, méghozzá
folyamatosan évtizedekig. (Egyes becslések szerint a szükséges energia
több ezerszerese lenne a Föld jelenlegi energiatermelésének.)
Nyilvánvaló, hogy ez a terv egyelőre csak
papíron valósulhat meg – bár pusztán fizikailag megvalósítható. És az
sem mellékes, hogy bár így nyolc év alatt el lehetne érni a legközelebbi
csillagot, a visszaúthoz ott is ugyanilyen lézerállomást kéne
létesíteni.
Fúziós rakéta
A fúziós hajtóművet először 1960-ban
vetette fel Robert W. Bussard fizikus, és később Carl Sagan tette
népszerűvé. A működése hidrogénen alapszik, amiből korlátlan mennyiség
található az űrben, és amelyet menet közben gyűjtene be – ilyen módon
nem kéne üzemanyagot magával vinnie. A hidrogént a hajtómű több millió
fokra hevíti, ami már elég nagy a fúzióhoz, és az előrehaladáshoz a
termonukleáris reakció energiáját használná.
Működésének feltételeit könnyen
kiszámíthatjuk: tudjuk a hidrogén átlagsűrűségét az univerzumban, azt is
tudjuk, kb. mennyi hidrogéngázt kell elégetni 1g sebességnövekedés
eléréséhez, és azt is meghatározhatjuk, mekkorának kell lennie a
merítésnek: kb. 160 kilométer átmérőjűnek.
Elviekben egy ilyen fúziós hajtómű a
végtelenségig működőképes lenne. Mivel az idő a rakéta belsejében
lelassul, még csak hibernálni sem kéne a legénységet. Az űrhajó órái
szerint 11 évig 1g-vel gyorsulva a jármű elérné a Plejádokat, amelyek
400 fényévre vannak, és 23 év múlva elérkezne az Androméda-galaxisba (2
millió fényév)3.
Ennek a hajtóműnek a megvalósításának
útjában fúziós reakció áll. A franciaországi Cadarache-ban épülő ITER
fúziós reaktor a tervek szerint a hidrogén két ritka megjelenési
formájából (deutérium és trícium) állítana elő energiát. Az űrben
azonban a hidrogén leggyakoribb formája egy protonból és egy elektronból
áll. A proton-proton fúziót egyelőre nehezebb elérni, nem ismerjük
teljesen, és jóval kevesebb a várható energia. Amíg a proton-proton
fúzió fizikai és gazdasági háttere ismeretlen, nehéz lenne megbecsülni a
fúziós hajtómű megvalósíthatóságát.
Nukleáris meghajtás

1953-ban az Egyesült Államok elindította a
Project Rovert, amely nukleáris meghajtású rakéták kifejlesztését tűzte
ki célul. A hatvanas években a NERVA program részévé tették: a Rover
kis atomreaktorok kifejlesztésén dolgozott, a NERVA pedig ezek
űrhajókban való használhatóságát vizsgálta4. 1973-ban a programot lezárták.
A kutatási eredmények vegyesek voltak. A
rakéták gyakran meghibásodtak, a hajtómű vibrálása repedéseket okozott,
és a magas hőmérsékleten égő hidrogén által okozott korrózió is
problémát jelentett. A másik veszély az elszabaduló nukleáris reakció
volt: ezekben az atomrakétákban a maximális hajtóerő elérése érdekében a
mai atomerőművekben használt hígított urán helyett dúsított uránt
használtak, ezért könnyen beindulhatott a láncreakció.
A legfőbb aggály tehát a biztonság volt. Ennek ellenére a NASA 2003-ban Prometheus néven újraindította a programot.
Nukleáris impulzusmeghajtás
Elméletileg lehetséges több kis atombombával meghajtani egy űrhajót. Az Orion-projekt
alapján mini-hidrogénbombákat dobtak volna ki az űrhajóból, amely
ezeknek a lökéshullámait lovagolta volna meg. Eredetileg Stanislaw Ulam
vetette fel 1947-ben, majd Ted Taylor és Freeman Dyson dolgozták ki.
Az ötvenes években elvégzett számítások
alapján egy ilyen űrhajó egy év alatt megtenné oda-vissza a Plútóra az
utat, maximális sebessége pedig elérné a fénysebesség 10%-át. Azonban
még ilyen sebesség mellett is negyvennégy évbe kerülne eljutni a
legközelebbi csillagig, így az űrhajósoknak gyakorlatilag fel kéne
nevelniük útközben a következő generációt. 1959-ben a General Atomics
egy jelentésben megbecsülte egy Orion-űrhajó méreteit. A legnagyobb
változat 8 millió tonnát nyomott és 400 méter átmérővel rendelkezett
volna, és mintegy ezer hidrogénbomba szolgáltatta volna a hajtóerejét.
Ennek a meghajtásnak a hátránya a
sugárszennyeződés veszélye és az elektromágneses impulzus (EMP), amely a
közeli elektromos rendszereket kisütné.
A kísérleteknek 1963-ban az atomcsendről
szóló egyezmény vetett véget. 1973-ban rövid időre feltámadt a kutatás a
Daedalus-projekt keretében, amely azt vizsgálta, hogy lehetséges-e
olyan legénység nélküli űrhajót építeni, amellyel elérhető a Földtől 5,9
fényévre lévő Barnard-csillag5. A tervezett űrhajó olyan
hatalmas lett volna, hogy csak az űrben lehetett volna összeszerelni.
450 tonna hasznos teherrel a fénysebesség 7,1 százalékára tudott volna
felgyorsulni. A nukleáris impulzusmeghajtás technikai problémái miatt
ezt a projektet is félretették.
Fajlagos tolóerő
Ezen a ponton szót kell ejtenünk a
tolóerőről, amelynek értékeit összehasonlítva a fenti rakéták
teljesítményét összemérhetjük. A tolóerő a másodpercenkénti
tömegveszteség és a kiáramlási sebesség szorzata. Beszélünk még fajlagos
tolóerőről is, ez a kiáramlási sebesség és nehézségi gyorsulás
hányadosa. A kémiai rakéták, noha nagy a tolóerejük, csak pár percig
működnek, és ezért a fajlagos tolóerejük alacsony. Az ionhajtóművek,
mivel évekig működőképesek, kis tolóerővel is nagy fajlagos tolóerőre
képesek.
Ha a kiáramlási sebességet g-vel
elosztjuk, a fajlagos tolóerő másodpercben megadható, ez alapján egy
tipikus kémiai rakéta fajlagos tolóereje 400–500 másodperc. A Smart 1
ionmotor fajlagos tolóereje 1640 másodperc volt, egy atomrakéta pedig
mintegy 850 másodperc fajlagos tolóerőre képes. (A fénysebesség
eléréséhez elméletben 30 millió másodperces fajlagos tolóerő lenne
szükséges.)
Rakétatípus
|
Fajlagos tolóerő (sec) |
Szilárd üzemanyagú rakéta |
250 |
Folyékony üzemanyagú rakéta |
450 |
Ionhajtómű |
3000 |
VASIMR plazmahajtómű |
1000–30000 |
Atomrakéta |
800–1000 |
Fúziós rakéta |
2500–200000 |
Nukleáris impulzusmeghajtás |
10000–1 millió |
Antianyag rakéta |
1–10 millió |
Űrlift
 - Nemzetközi űrállomás
A rakétákkal szembeni egyik érv, hogy
méretük és tömegük folytán csak az űrben szerelhetők össze, ennek
költsége viszont horribilis lenne. A Nemzetközi Űrállomás megépítése
például mintegy száz űrrepülő-járatot igényel és százmilliárd dollárt
emészt fel, így a legdrágább tudományos projektek egyike. Egy
napvitorlás vagy fúziós rakéta megépítése ennek többszörösébe kerülne.
Robert Heinlein sci-fi író gyakran
mondogatta, hogy ha 160 kilométerre eltávolodik az ember a Földtől, már
félúton van bárhová a Naprendszerben – mivel az első 160 kilométer
megtétele kerül a legtöbbe; utána a rakéta már csak ellavírozik a
Plútóig.
Éppen ezért a költségek drasztikus
csökkentésére merült fel az űrlift elképzelése. Konsztantyin
Ciolkovszkij az Eiffel-torony láttán 1895-ben olyan tornyot képzelt el,
amely az űrbe vezetve egy égi palotába vinne. Ő még úgy képzelte, hogy
ezt a Földön építenék meg és lassan az ég felé nyújtózna. Mintegy fél
évszázaddal később Jurij Arcutanov azt javasolta, hogy az űrliftet
fentről lefelé építsék meg geostacionárius pályára állt műholdról
leengedve. Akárcsak az égig érő paszuly, egy kötél is felvihetne az
űrbe, a Föld centrifugális ereje pedig semlegesítené a gravitáció
hatását és a kötél sosem esne le. Egy probléma van ezzel: a feszültség a
kötélben még egy acélkábelt is könnyűszerrel elszakítana7, ezért is nem épült még meg az űrlift.
Azóta azonban felfedezték a szén
nanoszálakat, amelyek erősebbek és könnyebbek az acélkábeleknél – elég
erősek ahhoz is, hogy az űrliftet elbírják. 1999-ben a NASA kiszámolta,
hogy egy méter széles és 47000 kilométer hosszú szalag mintegy 15 tonna
hasznos terhet tudna felvinni az űrbe: ez a jelenlegi 4500 dollárról fél
dollárra vinné le egy kiló anyag feljuttatásának költségét. Mondanom
sem kell, hogy ez forradalmasítaná az űrutazásról alkotott képünket.
Mielőtt örömtüzeket gyújtanánk, vannak
gyakorlati akadályok, amelyeket előbb el kell hárítani. Mint azt az
előző cikkben is említettem, jelenleg mintegy 15 mm hosszú nanoszálakat
tudnak a laboratóriumokban létrehozni, az űrlifthez pedig több ezer
kilométeresek kellenének. Nem csak a hossz számít, de a mikroszkopikus
hibákat is ki kell küszöbölni – már egyetlen rosszul álló atom is több
tíz százalékkal csökkentené a nanoszál erejét.8
A technikai akadályok mellett számolni
kell az űrliftet fenyegető veszélyekkel: műholdak és mikrometeorok
keresztezhetik, és kérdés az is, hogy a hurrikánok és ciklonok milyen
hatással lennének rá.
Parittyahatás
Egyéb
módon is fel lehet gyorsítani egy tárgyat, például a parittyahatás
segítségével. Amikor a NASA szondákat küld – mint például a
Cassini-szondát vagy a Voyagert – a külső bolygókhoz, időnként egy másik
bolygó körül megpördíti őket, hogy a parittyahatással megnövelje
sebességüket, és ezzel üzemanyagot takarít meg.
Az űrhajót elvileg a saját napunk körül
is meg lehetne lendíteni, hogy a fénysebesség közelébe gyorsuljon. Ezt a
módszert használták a Star Trek IV: A hazatérés című filmben. A
bökkenő csak az, hogy a filmektől eltérően a valóságban nem tudunk az
indulási sebességnél gyorsabban távozni, csak ha a bolygó vagy a
csillag, amely körül az űrhajó megpördül, sebesen forog (mely esetben a
bolygó mozgásából nyeri az energiáját).
Sínágyú
Van még egy eszköz, amely nagy sebességgel képes az űrbe lőni tárgyakat, ez pedig a hadászati célokra kifejlesztett sínágyú,
amely üzemanyag és puskapor helyet elektromágnesesség segítségével
gyorsítja fel a lövedéket akár a hangsebesség nyolcszorosára.
 - Naval Surface Warfare Center sínágyú teszt 2008 januárjában
A sínágyú lényege két párhuzamos
huzal vagy sín, amelyen a lövedék U formában megül. Több millió amperes
elektromos áramot küldve végig a síneken, azok körül hatalmas mágneses
mező keletkezik, amely aztán hihetetlen sebességre gyorsítja a
lövedéket. Elméletileg akár 29000 km/h sebességre is fel lehetne
gyorsítani egy fémlövedéket, ami bőven elég ahhoz, hogy pályára küldjük a
Föld körül.
Hogyan lehetséges elérni ezt a
sebességet? A kémiai rakétáknál a táguló gázok csak annyira tudják
felgyorsítani a lövedéket, amennyire a lökéshullámok sebessége engedi. A
sínágyút azonban nem köti ilyen akadály – olyan sebesen gyorsítja fel a
tárgyakat, hogy azok a levegővel érintkezve ellapulnak; számos lövedék
deformálódott el ily módon a próbaüzem alatt, és a síneket is ki kellett
cserélni. Ha ez egy űrhajóval történne, a pilótát megölné a gyorsulás.
Az egyik javaslat szerint a Holdon kéne
felállítani egy űrhajók kilövésére alkalmas sínágyút, mivel így ki
lehetne küszöbölni a levegő deformáló hatását, ám a hasznos teher így is
megsérülhet. Ez a probléma még megoldásra vár.
Antianyag-rakéta
A harmincas években sokként érte a
fizikusokat, amikor rájöttek, hogy minden részecskére jut egy ellentétes
töltésű antirészecske. Az első ilyen antirészecske, amit ködkamrában
kozmikus sugárzásról készített felvételeken felfedeztek, a pozitron volt
(antielektron), amely pozitív töltésű, máskülönben tökéletes mása az
elektronnak. 1955-ben Berkeley-ben az egyetemi részecskegyorsítóval
előállították az első antiprotont. Ez azt jelentette, hogy elméletileg
antiatomok is létrehozhatók, sőt, akár antivegyületek is. A CERN és a
Fermilab azóta meg is valósította ezt: antihidrogént állítottak elő, és
az ennél bonyolultabb elemek gyártásának útjában is csak gazdaságossági
akadályok állnak. Már öt deka antianyag előállításába is beleroppanna a
világgazdaság.9
Elméletben ezek az antiatomok örökké
fennmaradnának, csakhogy a közönséges atomokkal ütközve megsemmisülnek
és energia szabadul fel.10 Emiatt a tárolása is problémákba ütközik – megoldás lehet az ionizálása és mágneses térbe zárása.
Egy antianyag-hajtómű előállításához
folyamatosan adagolni kéne az antianyagot egy kamrába, ahol kontrollált
körülmények között közönséges anyaggal ütköztetnék – a bekövetkező
robbanásban keletkező ionok távozás közben meghajtanák a rakétát. Gerald
Smith, a Pennsylvania Egyetem fizikusa szerint 4 milligramm pozitron
már elegendő lenne egy antianyag-rakéta eljuttatásához a Marsra. Ennek
előállításához antiproton-sugarakat kell előállítani
részecskegyorsítóval, amelyeket Penning-csapdában tárolnának. A
Penning-csapda főleg folyékony nitrogént és héliumot tartalmazna és öt
napig képes lenne mágneses mezőben tartani mintegy trillió antiprotont.11 Gerald Smith jelenleg azon dolgozik, hogy a Penning-csapda mikrogramm mennyiségű antianyagot is raktározni tudjon.
A jelenlegi részecskegyorsítók fő
funkciója nem az antianyaggyártás, ezért elég kevéssé hatékonyak. Egy
kifejezetten e célra épített részecskegyorsítóval a költségek is
kisebbek lehetnének – de addig is az antianyag-rakéta csupán terv.
Űrutazással kapcsolatos problémák
A fent már felsorolt gondok mellett – sugárfertőzés, gyorsulás és üzemzavar – más veszélyek is fenyegetik az űrutazót.
Az első a súlytalanság problémája: a
hosszú ideig űrben dolgozók teste a vártnál gyorsabban veszítette el az
értékes ásványi anyagokat, és még szigorú edzések mellett is egy év
elégséges volt ahhoz, hogy az orosz kozmonauták izmai, akiken ezeket a
vizsgálatokat elvégezték, annyira elsorvadjanak, hogy alig tudjanak
megállni a lábukon, amikor visszatértek a Földre. A súlytalanság hatásai
a csontváz és az izmok elsorvadása mellett: a vörösvérsejtek
alacsonyabb száma, az immunrendszer romlása, a keringési rendszer
csökkent működése. Éppen ezért a több hónapos vagy akár egy éves
Mars-misszió már az űrhajósok fizikai tűrőképességének határait
feszegetné, ennél hosszabb utak pedig halálosak is lehetnek. A jövő
űrhajóiban forgással, a centrifugális erő kihasználásával mesterséges
gravitáció kelthető, ám ez jelentősen megnöveli a költségeket.
Másodszor, az űr tele van óránként több
tízezer kilométerrel süvítő mikrometeorokkal, amelyek ellen védekezni
kell. Megfelelően nagy sebességnél már a csillagközi por is veszélyt
jelenthet. És ha a meteorokat ki is védi a megerősített külső burkolat,
az űrben lévő sugárzás mértéke jóval nagyobb, mint amit az emberi
szervezet hosszú távon kibír, elvégre az űrhajót nem védi több
kilométeres atmoszféra. A napkitörések pedig gyakorlatilag megsüthetik a
szerencsétlen űrhajósokat.
A veszélyek mellett felmerül az a
probléma is, hogy ha az űrutazás több évtizedig, netán évszázadig tart,
mi lesz az űrhajósokkal? Az egyik megoldás a többgenerációs űrhajók
építése. Ezzel az a gond a tökéletesen önfenntartó ökoszisztéma űrhajó
fedélzetén történő megvalósítása mellett, hogy a megérkező nemzedéknek
nem lesz közvetlen emléke a Földről, és talán teljesen más fényben látja
az eredeti küldetést is.
A
másik lehetőség a hibernálás: ekkor az űrhajósok hőmérsékletét
olyannyira leviszik, hogy a testfunkciók szinte teljesen leállnak.
Bizonyos halak és békák akár jégbe is fagyhatnak, mégis élnek, amikor
eljön az olvadás. Ennek oka, hogy a szervezetük egyfajta természetes
fagyásgátlót termel – ez halaknál egy különleges fehérje, békáknál
glükóz, mely utóbbi lecsökkenti a víz fagyáspontját.
Ezt a képességet azonban csak nehézkesen
lehet emlősökbe átvinni, mivel a sejtekben képződő jégkristályok
tönkreteszik a sejthártyát. Az elmúlt időszakban sikerült egereket és
kutyákat visszahozniuk lefagyasztás után az életbe – ehhez a vérüket
lecsapolták és különleges hideg folyadékkal pótolták. A kutyákat három
óra klinikai halál után is sikerült újraéleszteni.
Ha képesek lennénk embereknél is
megoldani a testhőmérséklet drasztikus lecsökkentését maradandó károk
nélkül, az nagyon sokat segíthetne az orvoslásban. De még azután is
sokat kéne várni arra, hogy évszázadokra űrhajósokat hibernálhassunk.
Nanoszondák
Nem muszáj azonban embereket elküldenünk
az űrhajón – nanotechnológián alapuló szondákat is felrepíthetünk az
űrbe. Az eddig felsorolt hajtóműtípusok egy részének határt jelenleg is
csak a költségek és a méretek szabnak, de az sokkal valószínűbb, hogy az
emberiség először fénysebességet közelítő, miniatűr szondákat küld a
közeli csillagokhoz. Ha egy nanobotot ionizálnánk és egy elektromos
mezőbe helyeznénk, könnyen (és olcsón) a fénysebesség közelébe lehetne
gyorsítani, aztán már minimális súrlódással süvíthetne az űrben.
Természetesen ez e technológia sem jár
hátulütő nélkül. Az űrben eltérítheti őket egy elektromos vagy mágneses
mező – ennek kiküszöbölésére nagyon magas feszültségre kell őket
gyorsítani indításkor, vagy nagyon sok szondát kell kiküldeni, hogy
legalább néhány célba érjen. Ez megoldható, mivel előállítási költségük
várhatóan alacsony lenne.
Az önmagukat reprodukáló Turing-gépek
matematikáját kidolgozó Neumann János után Neumann-szondának nevezzük
azokat a nanobotokat, amelyek megérkezvén nanogyárat építve képesek
lennének egy olyan erejű rádióállomást létesíteni, amely vissza tudná
sugározni az összegyűjtött információt a Földnek, valamint több millió
kópiát készítenének önmagukból, hogy azokat új naprendszerek felé küldve
megismételjék a folyamatot. Mivel robotokról van szó, nincs szükség
arra, hogy visszatérjenek, elég, ha az információt hazasugározzák a
Földre.
Jelenleg több mérnök is dolgozik a
problémán, az egyik közülük a már említett Brian Gilchrist. A
félvezetőiparban használt gravírozási technikát használva több millió
nanohajóból álló flottát tervez, amelyek elektromos mezőben ionizált,
tized nanométernyi nanorészecskék kisugárzásával hajtanák magukat, ahogy
azt az ionhajtóműveknél említettem. Pillanatnyilag 10000 ilyen
hajtóművet tud elhelyezni egyetlen centiméter átmérőjű szilíciumchipen.
A jelenlegi fejlődést figyelembe véve
viszonylag biztonságos megtippelnünk, hogy még ebben az évszázadban
elindíthatunk valamiféle szondát a közeli csillagokhoz. Hogy mikor
leszünk képesek embereket küldeni más csillagokhoz, az azonban nyitott
kérdés.
A Nap pusztulásáig mindenesetre van időnk.
Lábjegyzetek
1 Valójában nem kell olyan sokat várni, mert már 10 százalékos hőmérséklet növekedés is elpusztítana minden életet a Földön.
2 A napvitorlás ötletét először Johannes Kepler vetette fel 1811-ben a Somniumban.
3 Mindeközben persze a Földön évmilliók telnének el.
4 1959 és 1972 között a Space
Nuclear Propulsion Office 23 reaktortesztet végzett el Nevadában. A
Rover programban tesztelt reaktorok a következők voltak: KIWI és Phoebus
széria, Peewee-1 és Nuclear Furnace-1. A legmagasabb elért energiaérték
4500 megawatt volt.
5 A választás azért esett a
Barnard-csillagra, mert valószínűleg van bolygója. Azóta több ezer olyan
közeli csillagról tudunk, amelyek élet fenntartására alkalmas bolygóval
rendelkezhetnek. A legesélyesebb jelölt jelenleg az Epszilon Indi A,
amely 11,8 fényévre van.
6 Az űrlift a sci-fi irodalmon belül Arthur C. Clarke 1979-es Az Éden szökőkútjai, és Robert Heinlein Friday (1982) című regénye révén lett népszerű.
7 Az űrlift kábelének kb. 60–100 gigapascal feszültségnek kéne ellenállnia. Az acél 2 gPa-nál elszakad.
8 A NASA a problémák
megoldására két díjat tűzött ki: a Power Beaming Challenge célkitűzése,
hogy a mérnökcsapat egy 25 kilogrammos gépet küldjön fel egy daruról
lelógatott kötélen, legalább 1 m/sec sebességgel, 50 méteren át. A robot
nem használhat üzemanyagot, akkumulátort vagy elektromos kábelt,
energiáját az űrben hozzáférhetőbb napenergiából vagy mikrohullámokból
kell fedeznie. A Strong Tether Challenge feladata: a mérnökcsapatnak két
méter hosszú kötelet kell készítenie, amely nem lehet 2 grammnál
nehezebb, és legalább 50%-kal több súlyt kell elbírnia, mint az előző év
legjobb kötele. A Power Beaming Challenge-et és a 900000 dolláros díjat
2009-ben megnyerte LaserMotive LLC. A Strong Tether Challenge díját még
senkinek nem sikerült megszereznie.
9 jelenleg évente egy gramm
1–10 milliárdod részének megfelelő mennyiségű antianyagot állítanak elő a
világon. 2004-ben a CERN 20 millió dollár költséggel állított elő
néhány trilliomod grammnyi antianyagot. Ez a mennyiség pár percig
működtetne egy villanykörtét.
10 Univerzumunk létezése az
elméletek szerint annak köszönhető, hogy keletkezésekor az anyag és
antianyag között kis egyenlőtlenség alakult ki, máskülönben nullázták
volna egymást.
11 Nagyon alacsony
hőmérsékleten az antiprotonok hullámhossza jóval nagyobb, mint a
tartályfal atomjainak hullámhossza, ezért megsemmisülés helyett
visszapattannak.
|