มันเป็นแก่นของนิยายวิทยาศาสตร์และสิ่งที่หลายคนจินตนาการถึงในครั้งเดียวหรืออย่างอื่น: ความคิดในการส่งยานอวกาศออกไปพร้อมกับอาณานิคมและย้ายเมล็ดพันธุ์แห่งมนุษยชาติในหมู่ดาว ระหว่างการค้นพบโลกใหม่กลายเป็นสายพันธุ์ระหว่างดวงดาวและอาจจะค้นหาอารยธรรมนอกโลกความฝันที่จะแผ่ขยายออกไปนอกระบบสุริยะเป็นสิ่งที่ไม่สามารถกลายเป็นจริงได้ในไม่ช้า!
นักวิทยาศาสตร์ได้ไตร่ตรองว่ามนุษยชาติจะสามารถบรรลุเป้าหมายที่สูงส่งในหนึ่งวันได้อย่างไร และแนวความคิดต่าง ๆ ที่พวกเขานำเสนอขึ้นมานั้นมีทั้งข้อดีและข้อเสียมากมาย ข้อดีและข้อเสียเหล่านี้ได้ถูกยกขึ้นในการศึกษาล่าสุดโดยมาร์ตินแบรดด็อกสมาชิกของสมาคมดาราศาสตร์แมนส์ฟิลด์และซัตตันซึ่งเป็นสมาชิกของสมาคมชีววิทยาแห่งราชอาณาจักรและเพื่อนของสมาคมดาราศาสตร์แห่งรอยัล
การศึกษาในหัวข้อ“ แนวคิดสำหรับการเดินทางในห้วงอวกาศ: จาก Warp Drives และ Hibernation จนถึง World Ships and Cryogenics” เพิ่งปรากฏในวารสารวิทยาศาสตร์ แนวโน้มปัจจุบันในวิศวกรรมชีวการแพทย์และชีววิทยาศาสตร์ (สิ่งพิมพ์จูนิเปอร์วารสาร) ดังที่แบรดด็อกระบุไว้ในการศึกษาของเขาคำถามที่ว่ามนุษย์สามารถสำรวจระบบดาวใกล้เคียงมีความเกี่ยวข้องมากขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาด้วยการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบ
ตามที่เราตรวจสอบในบทความก่อนหน้านี้“ ใช้เวลานานเท่าไหร่ในการเดินทางไปยังดาวที่ใกล้ที่สุด” มีหลายวิธีที่เสนอและตามทฤษฎีในการเดินทางระหว่างระบบสุริยะของเรากับดาวดวงอื่นในกาแลคซี อย่างไรก็ตามนอกเหนือจากเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องและเวลาที่ใช้ก็มีความเกี่ยวข้องทางชีวภาพและทางจิตวิทยาสำหรับทีมงานมนุษย์ที่จะต้องนำมาพิจารณาล่วงหน้า
และด้วยวิธีที่ความสนใจของสาธารณชนในการสำรวจอวกาศได้รับการต่ออายุในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาการวิเคราะห์ต้นทุนและผลประโยชน์ของวิธีการที่เป็นไปได้ทั้งหมดกำลังกลายเป็นสิ่งที่จำเป็นมากขึ้นเรื่อย ๆ ดังที่ดร. แบรดด็อกบอกนิตยสารอวกาศผ่านอีเมล:
“ การเดินทางระหว่างดวงดาวนั้นมีความเกี่ยวข้องมากขึ้นเนื่องจากความพยายามร่วมกันในการค้นหาวิธีทั่วหน่วยงานอวกาศทั้งหมดเพื่อรักษาสุขภาพของมนุษย์ใน 'การเดินทางอวกาศ' ระยะสั้น (2-3 ปี) ด้วยภารกิจของ Mars ที่เห็นได้ชัดการเสียชีวิตของ Stephen Hawking เน้นถึงความเชื่อมากมายของเขาว่าเราควรตั้งรกรากในห้วงอวกาศและความมุ่งมั่นของ Elon Musk เพื่อลดขยะในการเดินทางในอวกาศรวมถึงวิสัยทัศน์ที่เกิดใหม่ของอุปกรณ์ 'bolt-on' ต่อ ISS โมดูล) เสกสรรแนวคิดเชิงจินตนาการบางอย่าง”
ทั้งหมดบอกว่าดร. แบรดด็อคคิดว่าหลักการห้าประการสำหรับการติดตั้งภารกิจของลูกเรือกับระบบดาวอื่น ๆ ในการศึกษาของเขา เหล่านี้รวมถึงการเดินทาง super-luminal (aka / FTL), การจำศีลหรือภาวะชะงักงัน, senescence เล็กน้อย (aka. anti-aging), วิศวกรรมโลกเรือสามารถรองรับนักเดินทางหลายรุ่น (aka. เรือรุ่น), และเทคโนโลยีการแช่แข็ง cyogenic
สำหรับการเดินทาง FTL ข้อดีนั้นชัดเจนและในขณะที่มันยังคงอยู่ในทางทฤษฎีทั้งหมด ณ จุดนี้มีแนวคิดที่ถูกตรวจสอบในวันนี้ แนวคิด FTL ที่โดดเด่น - ที่รู้จักกันในชื่อ Alcubierre Warp Drive กำลังได้รับการวิจัยโดยหลายองค์กรซึ่งรวมถึงมูลนิธิ Tau Zero Foundation และปฏิบัติการฟิสิกส์ขั้นสูง Propulsion: Eagleworks (APPL: E) ที่ศูนย์อวกาศจอห์นสัน
เพื่อทำลายมันลงอย่างรัดกุมวิธีการเดินทางในอวกาศนี้เกี่ยวข้องกับการยืดผ้าของเวลาอวกาศในคลื่นซึ่งจะทำให้พื้นที่ข้างหน้าของเรือหดตัวและพื้นที่ด้านหลังขยายออก จากนั้นเรือจะขี่ภูมิภาคนี้หรือที่เรียกว่า "ฟองวิปริต" ผ่านอวกาศ เนื่องจากเรือไม่เคลื่อนที่ภายในฟอง แต่กำลังถูกเคลื่อนย้ายไปตามพื้นที่ของมันเองดังนั้นเอฟเฟกต์ความสัมพันธ์แบบดั้งเดิมเช่นการขยายเวลาจึงไม่สามารถใช้ได้
ดังที่ดร. แบรนน็อคบ่งชี้ถึงข้อดีของระบบขับเคลื่อนดังกล่าว ได้แก่ ความสามารถในการเดินทาง FTL ที่“ ชัดเจน” โดยไม่ฝ่าฝืนกฎหมายสัมพัทธภาพ นอกจากนี้เรือที่เดินทางในฟองวาร์ปจะไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับการชนกับเศษอวกาศและจะไม่มีการ จำกัด ความเร็วสูงสุดที่ทำได้ น่าเสียดายที่ข้อเสียของวิธีการเดินทางนี้เห็นได้ชัดไม่แพ้กัน
สิ่งเหล่านี้รวมถึงข้อเท็จจริงที่ว่าขณะนี้ยังไม่มีวิธีการที่รู้จักสำหรับการสร้างฟองวาร์ปในพื้นที่ของพื้นที่ที่ยังไม่มี นอกจากนี้จะต้องใช้พลังงานสูงมากในการสร้างเอฟเฟกต์นี้และไม่มีทางรู้ว่าเรือจะออกจากฟองสบู่วาร์ปเมื่อมันเข้ามา ในระยะสั้น FTL เป็นแนวคิดเชิงทฤษฎีอย่างแท้จริงสำหรับเวลาและไม่มีข้อบ่งชี้ว่ามันจะย้ายจากทฤษฎีไปสู่การปฏิบัติในอนาคตอันใกล้
“ กลยุทธ์แรกคือการเดินทางของ FTL แต่กลยุทธ์อื่น ๆ ยอมรับว่าการเดินทางของ FTL นั้นเป็นไปในทางทฤษฎีและทางเลือกหนึ่งคือการยืดอายุของมนุษย์หรือเพื่อเข้าร่วมการเดินทางแบบหลายยุคสมัย” ดร. แบรดด็อคกล่าว “ สิ่งหลังนี้สามารถทำได้ในอนาคตเนื่องจากความตั้งใจที่จะออกแบบยานที่มีขนาดใหญ่พอและการพัฒนาเทคโนโลยีการขับเคลื่อนเพื่อให้ได้ 0.1 x c”
กล่าวอีกนัยหนึ่งแนวคิดที่เป็นไปได้มากที่สุดสำหรับการเดินทางในอวกาศระหว่างดวงดาวนั้นไม่น่าจะบรรลุถึงความเร็วมากกว่าสิบเปอร์เซ็นต์ของความเร็วแสง – ประมาณ 29,979,245.8 m / s (~ 107,925,285 km / h; 67,061,663 mph) นี่ยังคงเป็น มาก ลำดับสูงเมื่อพิจารณาว่าภารกิจที่เร็วที่สุดในปัจจุบันคือ Helios 2 ภารกิจซึ่งบรรลุความเร็วสูงสุดมากกว่า 66,000 m / s (240,000 km / h; 150,000 mph) ถึงกระนั้นนี่ก็เป็นกรอบที่เหมือนจริงมากขึ้นในการทำงานภายใน
ในกรณีที่มีการจำศีลและทหารชะงักงันข้อดี (และข้อเสีย) จะเกิดขึ้นทันที สำหรับผู้เริ่มต้นเทคโนโลยีนี้สามารถใช้งานได้จริงและได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับช่วงเวลาที่สั้นลงสำหรับทั้งมนุษย์และสัตว์ ในกรณีหลังรอบการจำศีลตามธรรมชาติให้หลักฐานที่น่าสนใจที่สุดที่การจำศีลสามารถอยู่ได้นานหลายเดือนโดยไม่มีเหตุการณ์เกิดขึ้น
อย่างไรก็ตามข้อเสียก็ลงมาที่ไม่ทราบ ตัวอย่างเช่นมีความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นของเนื้อเยื่อลีบซึ่งเป็นผลมาจากการใช้เวลานานในสภาพแวดล้อมแบบไร้น้ำหนัก สิ่งนี้สามารถบรรเทาลงได้ด้วยแรงโน้มถ่วงเทียมหรือวิธีการอื่น (เช่นการกระตุ้นกล้ามเนื้อ) แต่จำเป็นต้องมีการวิจัยทางคลินิกจำนวนมากก่อนที่จะพยายามทำเช่นนี้ สิ่งนี้ก่อให้เกิดปัญหาด้านจริยธรรมอย่างสิ้นเชิงเนื่องจากการทดสอบดังกล่าวจะก่อให้เกิดความเสี่ยงของตนเอง
กลยุทธ์สำหรับ Senescence ที่ไม่ได้ใช้งานเชิงวิศวกรรม (SENS) เป็นอีกหนทางที่นำเสนอศักยภาพสำหรับมนุษย์ในการรับมือกับผลกระทบของ spaceflight ระยะยาวโดยการย้อนกระบวนการชรา นอกจากนี้เพื่อให้มั่นใจว่าคนรุ่นเดียวกันที่ขึ้นเรือจะเป็นผู้ส่งไปยังปลายทางของมันเทคนิคนี้ยังมีศักยภาพในการผลักดันการวิจัยเซลล์บำบัดด้วยสเต็มเซลล์ที่นี่บนโลก
อย่างไรก็ตามในบริบทของ spaceflight ระยะยาวการรักษาหลายครั้ง (หรืออย่างต่อเนื่องตลอดกระบวนการเดินทาง) อาจเป็นสิ่งที่จำเป็นเพื่อให้เกิดการฟื้นฟูอย่างสมบูรณ์ จะต้องมีการวิจัยจำนวนมากไว้ล่วงหน้าเพื่อทดสอบกระบวนการและจัดการกับองค์ประกอบส่วนบุคคลของผู้สูงวัยซึ่งนำไปสู่ปัญหาด้านจริยธรรมอีกครั้ง
จากนั้นก็มีโลกทัศน์ (อาคาเรือรุ่น) ที่ซึ่งยานอวกาศที่มีอยู่ในตัวเองและยานอวกาศที่ใหญ่พอที่จะรองรับนักเดินทางอวกาศได้หลายรุ่น เรือเหล่านี้ต้องพึ่งพาการขับเคลื่อนแบบดั้งเดิมดังนั้นจึงใช้เวลาหลายศตวรรษ (หรือพันปี) ในการเข้าถึงระบบดาวอื่น ข้อได้เปรียบในทันทีของแนวคิดนี้คือมันจะบรรลุเป้าหมายสำคัญสองประการของการสำรวจอวกาศซึ่งจะเป็นการรักษาอาณานิคมของมนุษย์ในอวกาศและอนุญาตให้เดินทางไปยังดาวเคราะห์นอกระบบที่อาศัยอยู่ได้
นอกจากนี้เรือรุ่นจะพึ่งพาแนวคิดการขับเคลื่อนที่เป็นไปได้ในปัจจุบันและลูกเรือหลายพันคนจะเพิ่มโอกาสในการประสบความสำเร็จในการล่าอาณานิคมดาวเคราะห์ดวงอื่น แน่นอนว่าค่าใช้จ่ายในการสร้างและรักษายานอวกาศขนาดใหญ่นั้นจะเป็นสิ่งต้องห้าม นอกจากนี้ยังมีความท้าทายด้านศีลธรรมและจริยธรรมในการส่งทีมงานมนุษย์ไปยังห้วงอวกาศเป็นเวลานาน
ตัวอย่างเช่นมีการรับประกันใด ๆ หรือไม่ว่าลูกเรือจะไม่บ้าและฆ่ากันเองหรือไม่? และสุดท้ายมีข้อเท็จจริงที่ว่าเรือใหม่ที่ก้าวหน้ากว่าจะพัฒนาบนโลกในเวลาเดียวกัน นี่หมายความว่าเรือเร็วกว่าซึ่งจะออกจากโลกในภายหลังจะสามารถแซงเรือรุ่นก่อนที่จะถึงระบบดาวอื่น ทำไมต้องใช้จ่ายมากบนเรือเมื่อมีแนวโน้มที่จะล้าสมัยก่อนที่มันจะไปถึงปลายทาง
สุดท้ายมี cryogenics แนวคิดที่ได้รับการสำรวจอย่างกว้างขวางในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาเป็นวิธีที่เป็นไปได้สำหรับการยืดอายุและการเดินทางในอวกาศ ในหลาย ๆ แนวคิดนี้เป็นส่วนขยายของเทคโนโลยีไฮเบอร์เนต แต่ได้รับประโยชน์จากความก้าวหน้าล่าสุดหลายประการ ข้อได้เปรียบในทันทีของวิธีนี้คือมันคำนึงถึงข้อ จำกัด ในปัจจุบันทั้งหมดที่กำหนดโดยเทคโนโลยีและจักรวาลสัมพันธ์
โดยทั่วไปจะไม่สำคัญว่า FTL (หรือความเร็วสูงกว่า 0.10 ค) เป็นไปได้หรือจะใช้เวลาเดินทางนานเท่าใดเนื่องจากลูกเรือจะหลับและเก็บรักษาไว้อย่างสมบูรณ์ในช่วงเวลา ยิ่งไปกว่านั้นเรารู้แล้วว่าเทคโนโลยีนี้ทำงานได้อย่างไรดังที่แสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าที่ผ่านมาซึ่งเนื้อเยื่ออวัยวะและแม้กระทั่งสิ่งมีชีวิตทั้งหมดได้รับความอบอุ่นและมีชีวิตชีวาหลังจากถูกแช่แข็งด้วยความเย็น
อย่างไรก็ตามความเสี่ยงยังมากกว่าการจำศีล ตัวอย่างเช่นผลกระทบระยะยาวของการแช่แข็งอุณหภูมิต่อสรีรวิทยาและระบบประสาทส่วนกลางของสัตว์และมนุษย์ที่มีลำดับสูงขึ้นยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด นี่หมายความว่าจำเป็นต้องมีการทดสอบอย่างกว้างขวางและการทดลองในมนุษย์ก่อนที่จะพยายามซึ่งจะเพิ่มความท้าทายทางจริยธรรมอีกครั้ง
ในท้ายที่สุดมีสิ่งแปลกปลอมมากมายที่เกี่ยวข้องกับวิธีการเดินทางระหว่างดวงดาวใด ๆ ในทำนองเดียวกันจำเป็นต้องมีการวิจัยและพัฒนามากขึ้นก่อนที่เราจะสามารถพูดได้อย่างปลอดภัยว่าสิ่งใดที่เป็นไปได้มากที่สุด ในระหว่างนี้ดร. แบรดด็อกยอมรับว่าเป็นไปได้มากกว่าที่การเดินทางระหว่างดวงดาวใด ๆ จะเกี่ยวข้องกับนักสำรวจหุ่นยนต์โดยใช้เทคโนโลยีทางไกลเสมือนจริงเพื่อแสดงให้เราเห็นโลกอื่น - แม้ว่าสิ่งเหล่านี้จะไม่ได้มีเสน่ห์แบบเดียวกัน
“ เกือบจะแน่นอนและสิ่งนี้ได้ทบทวนแนวคิดเริ่มต้นของโพรบ von Neumann (ลบด้วยการลอกเลียนแบบ!)” เขากล่าว “ Cube Sats หรือสิ่งที่คล้ายกันอาจบรรลุเป้าหมายนี้ได้ แต่อาจจะไม่ได้มีส่วนร่วมในจินตนาการของประชาชนเกือบเท่าการเดินทางในอวกาศ ฉันเชื่อว่า Sir Martin Rees ได้เสนอแนวคิดเกี่ยวกับอุปกรณ์กึ่ง AI ที่เป็นมนุษย์กึ่งมนุษย์…
ปัจจุบันมีเพียงภารกิจเดียวที่เสนอให้ส่งยานอวกาศระหว่างดวงดาวไปยังระบบดาวใกล้เคียง นี่คือ Breakthrough Starshot ข้อเสนอให้ส่งนาโนเมตรแบบขับเคลื่อนด้วยเลเซอร์ไปยัง Alpha Centauri ในเวลาเพียง 20 ปี หลังจากเร่งความเร็วเป็น 4,4704,000 m / s (160,934,400 km / h; 100 ล้าน mph) ความเร็ว 20% ของแสงยานนี้จะทำการบินผ่านของ Alpha Centauri และสามารถถ่ายภาพพรีม่าของ Proxima b ได้
นอกเหนือจากนั้นทุกภารกิจที่เกี่ยวข้องกับการลงทุนในระบบสุริยะรอบนอกประกอบด้วยยานอวกาศและยานสำรวจและภารกิจที่นำเสนอทั้งหมดจะถูกส่งไปยังนักบินอวกาศกลับไปยังดวงจันทร์และบนดาวอังคาร ถึงกระนั้นมนุษยชาติก็เพิ่งเริ่มต้นกับการสำรวจอวกาศและแน่นอนว่าเราต้องทำการสำรวจระบบสุริยะของเราให้เสร็จก่อนที่เราจะพิจารณาสำรวจต่อไป
ในท้ายที่สุดเราจำเป็นต้องใช้เวลาและความอดทนเป็นอย่างมากก่อนที่เราจะสามารถเริ่มดำเนินการได้ไกลกว่า Kuiper Belt และ Oort Cloud เพื่อดูว่ามีอะไรเกิดขึ้นบ้าง
