Mogućnosti i izazovi
I've seen things you people wouldn't believe. Attack ships on fire off the shoulder of Orion. I watched C-beams glitter in the dark near the Tannhäuser Gate. All those moments will be lost in time, like tears in rain. Time to die.”
Da li će neki ljudi u budućnosti odletjeti u sektor Oriona ili na Tanhauserovu kapiju? San o međuzvjezdanim putovanjima vjerovatno je star koliko i naša civilizacija. U konkretnijem obliku, razmišljanja o osvajanju drugih zvjezdanih sistema, započela su kada se spoznalo da su zvijezde druga sunca i da bi oko njih mogle kružiti planete kakve imamo u našem Sunčevom sistemu. Sa postojećim tehnologijama čovjek već sada može da počne kolonizaciju planeta i njihovih satelita u Sunčevom sistemu. Problem su enormni troškovi takvih poduhvata. No, kada su u pitanju letovi ka drugim zvijezdama, situacija je drastično drugačija.
Ovdje se sjetim poznate izjave Rusa Konstantina Ciolkovskog, pionira raketne tehnike, koji je svojevremeno, 1911. godine izjavio: “Zemlja je kolijevka čovječanstva, ali čovječanstvo ne može ostati u kolijevci zauvijek”.
Zašto su nam međuzvjezdana putovanja važna? U konačnici, sudbina naše civilizacije ovisit će o razvoju tehnologije međuzvjezdanih putovanja. Kao što je Carl Sagan jednom napisao: “Sve civilizacije postaju ili svemirske ili izumiru.”
Da li je međuzvjezdano putovanje zaista moguće?
Kako postajemo sve napredniji u razvoju raketa i svemirskih sondi, postavlja se pitanje možemo li se nadati da ćemo nekad kolonizirati planete drugih zvijezda. Možemo li barem poslati robotske sonde ka tim dalekim svjetovima. One bi nam mogle poslati prve slike i podatke o egzoplanetama.
Činjenica je da su međuzvjezdana putovanja i istraživanja tehnički moguća. Što se fizike tiče, ne postoje zakoni koji ih potpuno onemogućuju. Ali to nam nužno ne olakšava situaciju, a svakako ne znači da ćemo to postići za našeg života, a kamoli u ovom stoljeću.
Na neki način mi smo već dostigli status međuzvjezdanih istraživanja. Imamo nekoliko svemirskih letjelica na putanjama odvajanja od sunčeve gravitacije što znači da napuštaju Sunčev sistem i da se više nikada neće vratiti. NASA-ine misije Pioneer, Voyager misije i nedavno New Horizons započele su svoja duga putovanja prema međuzvjezdanim prostorima. Voyageri se sada već smatraju prvim ljudskim tvorevinama koje su napustile Sunčev sistem. Granica Sunčevog sistema se u astronomiji definira kao region u kojem solarni vetar koji dolazi od Sunca praktično prestaje i ustupa mjesto galaktičkim pozadinskim česticama i međuzvjezdanoj prašini.
Dakle, uslovno rečeno, već imamo međuzvjezdane svemirske sonde. Osim što je problem da one nemaju neke velike brzine. Svaki od ovih međuzvjezdanih istraživača putuje brzinama koje se mjere desetinama hiljada kilometara na sat, što u prvom momentu izgleda prilično brzo. Oni ne idu u pravcu neke određene zvijezde, jer su njihove misije bile osmišljene da istražuju planete unutar Sunčevog sistema. Nama najbliža zvijezda je Proxima Centauri. Ona je član trojnog zvjezdanog sistema zajedno sa sjajnijom zvijezdom Alpha Centauri. To je crveni patuljak male mase. Udaljena je od Zemlje 4,24 svjetlosne godine ili oko 4 triliona kilometara. Kada bi raketa upućena ka ovoj zvijezdi koristila jonski pogon koji trenutno postiže najveće brzine, trebalo bi joj oko 18.000 godina da se približi planeti sličnoj Zemlji koja kruži oko Proxime, a otkrivena je 2016. godine. Raketi pogonjenoj danas najčešće upotrebljavanim hemijskim gorivom, trebalo bi oko 80.000 godina da stigne do Proxime.
Da bi međuzvjezdani let imao smisla, sonda mora ići jako brzo. Najmanje reda veličine jedne desetine brzine svjetlosti (oko 30.000 km u sekundi). Pri toj brzini, svemirske letjelice bi mogle stići do Proxime Centauri za nekoliko decenija i poslati slike nekoliko godina kasnije, znatno unutar prosječnog ljudskog života.
Za ove brzine potrebna je ogromna količina energije. Jedna od opcija je da se ta energija smjesti na letjelicu kao gorivo. Ali ako je to slučaj, dodatno gorivo znači veću početnu masu, što čini još težim letjelicu koju treba pokrenuli i dovesti do te brzine. Postoje dizajni i skice za svemirske letjelice na nuklearni pogon koji pokušavaju postići upravo to, ali osim ako ne želimo početi graditi hiljade i hiljade nuklearnih bombi samo da bismo ih stavili u raketu, moramo razmisliti o drugim idejama.
Da bismo dosegnuli najbliže zvijezde trebale bi nam desetine hiljada godina ukoliko bi koristili konvencionalne svemirske letjelice, kao što su robotske sonde koje se sada koriste za istraživanje Sunčevog sistema. Ove svemirske letjelice pokreću se kombinacijom hemijskih raketa, jonskih pogona niskog potiska i putanja uz pomoć gravitacije – uključujući takozvane “manevre gravitacionom praćkom” dok se kreću u blizini Sunca ili velikih planeta koji im daju veliku brzinu. Zato nam trebaju nove, originalne ideje.
Solarno jedro
Solarna jedra nisu naučna fantastika, niti su nova ideja. Solarna jedra mogu poslužiti kao pogon svemirskih letjelica bez upotrebe klasičnog hemijskog raketnog goriva. Ova jedra rade na način da svjetlosne čestice, poznate kao fotoni, udare u reflektirajuće jedro, prenoseći svoj momenat na površinu jedra. Tokom vremena, milijarde i milijarde fotona će udariti u jedro, i taj pritisak bi “gurao” letjelicu dalje u svemir.
Godine 2019, Planetary Society, neprofitna organizacija sa sjedištem u SAD-u, lansirala je projekat LightSail 2 finansiran putem crowdfunding kampanje. Svemirska letjelica Cubesat bila je otprilike veličine cigle, ali njeno solarno jedro se protezalo se na oko 32 kvadratna metra. Jedro letjelice se sastojalo od četiri dijela u obliku trokuta napravljenih od aluminizirane Mylar folije (ultra laka, super tanka folija). Letjelica je lansirana u svemir raketom SpaceX Falcon Heavy, a u orbiti je manevrirala koristeći potiskivanje koje daje sunčeva svjetlost.
Jedna od ideja koja najviše obećava je da se izvor energije svemirske letjelice drži fiksiran i na neki način transportuje tu energiju do letjelice dok putuje. Jedan od načina da se to uradi je laser. Svemirske letjelice sa svjetlosnim jedrom na laserski pogon temelj su projekta Breakthrough Starshot koji su svojevremeno najavili investitor Yuri Milner i fizičar Stephen Hawking. Cilj projekta je izgraditi radni prototip do 2036. uz konačnu cijenu misije od oko 10 milijardi dolara.
Projekt predviđa roj od oko 1.000 svemirskih letjelica veličine poštanske marke nazvanih StarChip, od kojih je svaka teška nekoliko grama i pričvršćena na svjetlosno jedro prečnika 4 m. Letjelice bi bile rasute sa “matičnog broda” u orbiti, prije nego što se ubrzaju laserima sa Zemlje do brzina od oko 15 do 20 posto brzine svjetlosti. To bi ovoj minijaturnoj svemirskoj letjelici omogućilo putovanje do sistema Alpha Centauri koje bi trajalo oko 20 do 30 godina.
Koncepte iza projekta Breakthrough Starshot proučavao je Philip Lubin, profesor kosmologije na Kalifornijskom sveučilištu u Santa Barbari, koji kaže „da je najveći preostali izazov stvoriti dovoljno moćne lasere za pogon svemirske letjelice sa svjetlosnim jedrom“.
Ovo je osnovna ideja iza projekta Breakthrough Starshot, koji ima za cilj dizajniranje svemirskog broda sposobnog da stigne do najbližih zvijezda za nekoliko decenija. U najjednostavnijem nacrtu ovog projekta, džinovski laser snage 100 gigavata “puca” na svemirski brod koji kruži oko Zemlje. Ta letjelica ima veliko solarno jedro građeno od maksimalno reflektirajućeg materijala. Laser se odbija od tog jedra, dajući zamah svemirskoj letjelici. Stvar je u tome da laser od 100 gigavata ima težinu koja ograničava ideju. Ako bismo ovim laserom gađali letjelicu oko 10 minuta, da bismo dostigli jednu desetinu brzine svjetlosti, svemirska letjelica bi mogla težiti ne više od jednog grama. To je masa spajalice za papir.
Sam laser, snage 100 gigavata, moćniji je od bilo kojeg lasera koji smo ikada dizajnirali za mnogo redova veličine. Da biste dobili osjećaj razmjera, 100 gigavata je cijeli kapacitet svih nuklearnih elektrana koje danas funkcioniraju u Sjedinjenim Državama zajedno.
A svemirska letjelica, koja mora imati masu ne veću od spajalice, mora uključivati kameru, kompjuter, izvor napajanja, strujno kolo, školjku, antenu za komunikaciju sa Zemljom i svjetlosno jedro.
To svjetlosno solarno jedro mora biti gotovo savršeno reflektirajuće. Ako apsorbira čak i mali dio tog dolaznog laserskog zračenja, ono će tu energiju pretvoriti u toplinu umjesto u impuls. Na 100 gigavata, to znači direktno topljenje.
Jednom kada se jedro-letjelica ubrza do jedne desetine brzine svjetlosti, počinje pravo putovanje. Tokom 40 godina, ova mala svemirska letjelica morala bi da izdrži iskušenja i muke međuzvjezdanog svemira. Ako putujemo bilo gdje kroz svemir brzinama koje su dijelovi brzine svjetlosti (što je gotovo sigurno preduslov za međuzvjezdano putovanje), tada bi sudar s međuzvjezdanom prašinom ili većim objektima poput svemirskog otpada ili mikrometeoroida mogao biti katastrofalan. Čak i u kratkim putovanjima koja su napravljena tokom programa Space Shuttle, više od 100 prozora shuttlea je zamijenjeno nakon što su bili okrhnuti ili napuknuti svemirskim otpadom. Ovo važi za sve zamišljene brodove bez obzira na vrstu pogona.
Ako bismo naišli na velike prepreke (pojas asteroida, krupniji komadi međuzvjezdane materije i slično), u projektu Daedalus predloženo je korištenje bespilotnih letjelica lansiranih sa matičnog broda koje bi uklanjale, čistile prostor od opasnog otpada. Također je sugerirano da bi magnetski supravodiči mogli otklanjati manje čestice prašine od našeg hipotetskog međuzvjezdanog broda.
Istovremeno, kosmičke zrake, koje su građene od nuklearnih čestica visokih energija, mogu pokvariti delikatne nano čipove ugrađene unutar letjelice. Svemirska letjelica će biti bombardirana ovim kosmičkim zracima bez prestanka, čim putovanje započne.
Da li je Breakthrough Starshot moguć? U principu, da. Kao što smo kazali – ne postoji zakon fizike koji sprečava da bilo šta od ovoga postane stvarnost. Ali to ga ne čini lakim ili vjerojatnim ili čak izvodljivim korištenjem naših trenutnih nivoa tehnologije (ili razumnih projekcija u blisku budućnost naše tehnologije). Možemo li zaista napraviti tako malu i laganu svemirsku letjelicu? Možemo li zaista napraviti laser tako moćan? Može li ovakva misija zaista preživjeti izazove dubokog svemira?
Odgovor nije da ili ne. Pravo pitanje je sljedeće: da li smo spremni potrošiti dovoljno novca da saznamo da li je to moguće?
Magnetsko jedro
Magnetsko jedro je varijacija solarnog jedra, a koje pokreće solarni vjetar, a ne sunčeva svjetlost. Sunčev vjetar je tok naelektrisanih čestica koji ima svoje magnetsko polje. Magnetsko jedro bi okružilo letjelicu magnetskim poljem koje odbija polje sunčevog vjetra, što bi dovelo do magnetskog pokretanja letjelice od Sunca.
Kao i kod solarnih jedara, magnetsko jedro, nažalost, ima svoja ograničenja kao metoda međuzvjezdanog putovanja. Kako se svemirska letjelica na magnetski pogon jedra udaljava od Sunca, intenzitet sunčeve svjetlosti i sunčevog vjetra bi dramatično opao, što znači da ne bi mogli postići potrebnu brzinu da bi se uputili ka drugoj zvijezdi.
Projekat Daedalus
Spomenuti projekat Daedalus je klasični koncept međuzvjezdane sonde koji je 1970-ih razvila grupa stručnjaka iz Britanskog interplanetarnog društva. Ciljana destinacija bila je Barnardova zvijezda – crveni patuljak udaljen oko 6 svjetlosnih godina. On je na mnogo načina sličan Proximi Centauri, gdje je, kako smo već kazali, otkrivena potencijalno nastanjiva planeta.
Rezultat petogodišnjeg rada na ovom projektu bio je dizajn svemirske letjelice Daedalus, dvostepene nuklearne rakete od 54.000 tona koja bi “pogurala” robotsku sondu od 400 tona na oko 12 posto brzine svjetlosti. To bi omogućilo sondi da pređe put od 6 svjetlosnih godina do Barnardove zvijezde za oko 50 godina.
Rakete svemirske letjelice Daedalus pokretale bi se nuklearnom fuzijom, koristeći mlazove elektrona koji bi detonirali goriva kao što je helijum-3, koji bi se mogao iskopati s površine Mjeseca ili nekih asteroida. Čak i tako, motori bi trošili desetine hiljada tona goriva da bi svemirski brod doveli do svoje najveće brzine za otprilike 4 godine. S obzirom na činjenicu da ne bi preostalo goriva za usporavanje, krajnji rezultat 50-godišnjeg putovanje bi bio samo 70-satni prelet pored odredišta, prije nego što se letjelica uputi u međuzvjezdani prostor.
Daedalus bi naravno, bio prevelik za lansiranje sa Zemljine površine, tako da bi se morao graditi u orbiti, što znači da se ovakva svemirska letjelica ne bi mogla izgraditi bez kapaciteta za izgradnju u svemiru koji danas ne postoje, sem u ograničenom smislu, malih instalacija kakva je Međunarodna svemirska stanica ili kineska stanica u izgradnji.
Projekat Icarus
Koncepti projekta Daedalus iz 1970-ih postali su inspiracija za projekat Icarus, aktuelni zajednički projekat Britanskog interplanetarnog društva i organizacije Icarus Interstellar, međunarodne mreže naučnika, inženjera i entuzijasta. Oni se nadaju da će do 2100. godine razviti tehnologije za međuzvjezdane letove. Projekat Icarus je dizajniran da može da dostigne bilo koju zvijezdu u krugu od 22 svjetlosne godine od Zemlje, a koja ima potencijalno nastanjivu egzoplanetu.
Ovo je ustvari ažuriranje Daedalusovog dizajna novim tehnologijama i idejama. Među predloženim poboljšanjima su raketni motori za fuziju koji koriste drugačije nuklearno gorivo, koje bi detonirali laseri, umjesto snopova elektrona. To je tehnologija koja bi se mogla razvijati iz nedavnog napretka u kontrolisanoj fuziji putem snažnih lasera što se radi u Nacionalnoj laboratoriji Lawrence Livermore u Kaliforniji.
Sonda Icarus bi također mogla biti lakša od od sonde predviđene za projekat Daedalus (400 tona). I to zahvaljujući napretku u elektronskoj minijaturizaciji i robotici, te budućim nanotehnologijama. To bi značilo da bi svemirska letjelica trebala nositi manje goriva da bi dostigla svoju punu brzinu.
„Zavojni“ (helical) motor
Motor nazvan EmDrive prvi je predložio britanski znanstvenik Roger Shawyer 2001. godine. Shawyer je pretpostavio da bismo mogli generirati potisak pumpanjem mikrovalova u posebno konstruiranu konusnu komoru. U teoriji, mikrovalovi bi se trebali eksponencijalno odbijati od stijenki komore. Pritom bi stvorili dovoljno energije za pogon letjelice bez goriva.
Bussard ramjet
Bussard ramjet je još jedno rješenje kako bi se izbjegla ograničenja u oslanjanju na hemijsko izgaranje, odnosno težinu goriva. S našom trenutnom tehnologijom, ukoliko bismo je koristili za međuzvjezdano putovanje, potrebno nam je više goriva, a što dalje želimo stići, to nam je teža letjelica i sporije ubrzanje.
Bussard ramjet, koji je predložio fizičar Robert Bussard 1960. godine, zasniva se na konceptu fuzijske rakete. Umjesto da nosi svoje gorivo, letjelica bi skupljala vrlo razrijeđene oblake plina i prašine koji se nalaze u međuzvjezdanom prostoru, koristeći ogromno elektromagnetsko polje u obliku lijevka koje bi se protezalo hiljadama kilometara ispred letjelice. S obzirom da se uglavnom radi o vodiku, to bi bio rezervoar goriva tokom leta.
Glavni problem sa ovim metodom za međuzvjezdano putovanje je taj što su oblaci međuzvjezdanog vodika veoma razrijeđeni, a ogromni prečnik kolektora za prikupljanje bio bi glavni ograničavajući faktor.
Egzotične ideje
Osim svjetlosnih jedara, divovskih lasera i fuzijskih raketa, predloženo je i nekoliko još egzotičnijih opcija za međuzvjezdano putovanje. Jedna od njih je korištenje rakete koju pokreće iznimno učinkovita reakcija anihilacije (međusobnog uništavanja) materije i antimaterije.
Antimaterija bi, po nekima, bila izvrsno raketno gorivo, jer je njezina energetska gustoća tako visoka. Ali, antimaterija ne postoji u prirodi, već je moramo napraviti. A vrlo ju je teško i skupo napraviti, a može biti vrlo opasna kad se jednom napravi.
Drugi prijedlog za korištenje egzotične fizike za pogon svemirske letjelice je pogon Schwarzschild Kugelblitz ili SK Drive, koji bi, kao izvor energije, koristio mikroskopsku, umjetnu crnu jamu sadržanu u motorima.
Prema jednoj ideji, brod opremljen takozvanim SK Driveom, hvatao bi Hawkingovo zračenje nastalo od brzog i iznimno nasilnog raspada male crne jame i pretvarao ga u energiju koja se može koristiti za pokretanje svemirske letjelice. Prema istraživačkom radu iz 2009., zvjezdani brod sa SK pogonom koji pokreće mikroskopska crna jama sa masom modernog supertankera, mogao bi se ubrzati do 10 posto brzine svjetlosti u roku od 20 dana. Crna jama bi trajala oko 3,5 godine prije nego što bi se u potpunosti raspala, a proizvela bi ogromnu energiju tokom svog životnog vijeka.
Svaka od umjetnih crnih jama preživjela bi samo nekoliko godina, tako da bi nove crne jame trebale biti pravljene prema potrebi, možda komprimiranjem kuglica materije gama-zrakama.
U jednoj studiji pod naslovom Tamna materija kao mogući novi izvor energije za buduću raketnu tehnologiju, neki naučnici su dali ideju za oblik putovanja koji bi iskoristio energiju misteriozne tamne materije u svemiru. Istraživači koji stoje iza ovog rada predložili su varijantu EmDrivea u kojoj bi se koristila energija tamne materije za gorivo rakete. Slično kao i EmDrive, to bi bio motor koji se ne oslanja na hemijsko izgaranje, što znači da bi uklonio okove s naših trenutnih metoda međuzvjezdanog putovanja.
Problem s raketama pogonjenim tamnom materijom leži u činjenici da još uvijek ne znamo gotovo ništa o tamnoj materiji, osim što znamo da postoji. Ovaj oblik putovanja uveliko se oslanja na buduća otkrića u fizici i astrofizici. Ipak je vrijedno istraživanja, jednostavno zato što je tamna materija posvuda, a kad bismo je mogli koristiti kao gorivo, imali bismo beskrajne zalihe.
Osim što je predviđala postojanje crnih jama, godinama prije nego što smo prvi put dobili snimak masivne crne jame, Einsteinova Opšta teorija relativnosti također je dopuštala postojanje crvotočina. Ovaj izraz, “crvotočina”, koji opisuje prečace poput tunela koji prolaze kroz prostor i vrijeme i spajaju udaljene tačke u svemiru, skovao je kvantni fizičar John Wheeler, koji je kumovao i izrazu “crna jama”.
Ove „prečice“ u prostor-vremenu omogućile bi putovanja do udaljenih područja svemira. Druga ideja koja se naslanja na ovu je proletjeti letjelicom rubom velike rotirajuće crne jame, kao što je prikazano u filmu Christophera Nolana Interstellar iz 2014.
Trebamo imati na umu da je koncept putovanja bržeg od svjetlosti prepun nepoznanica i protivrječnosti, kao što je kršenje principa uzročnosti, u kojem su događaji uzrokovani drugim događajima koji su se dogodili ranije u vremenu, a ne obrnuto. Dakle, vjerojatno bi se ovakvi prijedlozi pokazali nemogućim, čak i kad bi bilo tehnološki izvedivo pokušati.
Da ne zvučimo pretjerano pesimistično, postoje ogromne prednosti putovanja do zvijezda na ove načine, ali zakoni fizike su zakoni fizike i to će biti stvarno teško, rekao je jedan od proponenata letova bržih od svjetlosti.
Na tragu prethodnih egzotičnih ideja treba pomenuti i Alcubierreov pogon. Njega je predložio 1994. Miguel Alcubierre, fizičar sa Sveučilišta Wales u Cardiffu. Predloženi pogon koristio bi “egzotičnu materiju”, a to su vrste čestica koje imaju negativnu masu i vrše negativan pritisak. No, treba imati na umu da ta “egzotična materija” još nije otkrivena, što znači da se Alcubierre Drive oslanja na buduća otkrića koja se možda nikada neće dogoditi.
Čestice “egzotične materije” mogle bi iskriviti prostor-vrijeme, čineći da se prostor ispred letjelice skupi, a prostor iza nje proširi. To bi značilo da se letjelica nalazi unutar “warp balona” koji bi teoretski mogao putovati brže od svjetlosti bez kršenja zakona relativnosti.
Glavni problem? Osim što nema dokaza o postojanju “egzotične materije”, Alcubierreov pogon, koji je u osnovi warp pogon iz serije Zvjezdane staze, trebao bi enormnu, nezamislivo veliku energiju. Unatoč tome, 2012. godine, NASA-in znanstvenik Harold Sonny White i kolege objavili su rad pod naslovom Warp Field Mechanics 101, koji detaljno opisuje mogućnosti Alcubierreovog pogona.
Konstrukcija međuzvjezdanih brodova
Ako se i riješi adekvatan pogon za međuzvjezdani let, ostaju i drugi, ne manje zahtjevni tehnološki problemi. Na ovakvo putovanje ne šalje se nekolicina astronauta. Već smo napomenuli da bi, čak i sa super brzim brodovima koji putuju brzinom od 10 posto ili više od brzine svjetlosti, bilo potrebno mnogo ljudskih života da se stigne do najbližih zvijezda.
U više varijanti pojavljuju se ideje da moramo početi razmišljati o ekosistemu koji će čovječanstvo koristiti za neka buduća putovanja između zvijezda. Umjesto ogromnih metalnih letjelica iz filmova Alien i 2001: Odiseja u svemiru, pojedini futurolozi predviđaju staništa sa velikim prostorom punim organskog života koji mogu održati ljudska bića na dugim međuzvjezdanim putovanjima.
Postoji nekoliko ideja za koncepte koji su poznati kao “spori brodovi” koji bi jednog dana mogli odvesti ljude do zvijezda.
U naučno-fantastičnim filmovima i romanima, ideja krio-sna (zamrznutog sna) ozbiljno je razmatrana kao način da se omogući ljudskim bićima da putuju na velike udaljenosti bez starenja. Spavački brodovi bili bi robotski upravljani brodovi u kojima se posade drže u stanju “dubokog sna” ili “hibernacije” tokom vrlo dugog putovanja. Ova ideja predstavljena je u nekoliko naučnofantastičnih filmova, uključujući 2001: Odiseja u svemiru Stanleyja Kubricka (1969), Alien Ridleyja Scotta (1979), Avatar Jamesa Camerona (2009), te Putnici – Passengers Mortena Tylduma (2016). NASA je 2016. financirala istraživanje u kome se cijele posade stavljaju u kriogeni san tokom dugih svemirskih misija. Tvrtka koja stoji iza ovoga, SpaceWorks, radi na razvoju metode za dovođenje astronauta u kontrolirano stanje napredne hipotermije koja bi im omogućila hiberniranje tokom dugih putovanja kroz svemir.
Druga, široko razmatrana ideja su generacijski brodovi ili međuzvjezdane barke (nešto poput Nojeve/Nuhove arke). To bi bila divovska samostalna svemirska staništa koja u sebi nose veće populacije ljudi i drugih životinjskih i biljnih vrsta sa Zemlje na relativno sporom putovanju čiji je cilj kolonizacija pogodnog egzoplaneta. To bi bila putovanja koja bi trajala stoljećima i hiljadama godina. Cijele generacije bi živjele i umirale tokom putovanja, a na odredište bi stizali samo potomci izvornog stanovništva.
Postoji ideja o Brodovima embrija gdje bi se slali kriogenski smrznuti embrioni ljudi, umjesto pravih putnika koji spavaju ili da se radi o generacijskim brodovima. Kada takav brod stigne na odredište, egzoplanetu pogodnu za život, posada koja se sastoji od inteligentnih robota bi “izlegla” embrione, brinula se o njihovom odgoju i obrazovanju sve dok ne dosegnu stepen razvoja da mogu samostalno djelovati.
Nedavno se pojavila još jedna interesantna ideja. Iako sada zvuči utopistički i više spada u domen naučne fantastike, ona ipak daje povoda za razmišljanje. Umjesto svemirskih brodova za međuzvjezdana putovanja mogli bi koristiti slobodno plutajuće planete, poznate i kao planete lutalice. Ovakve planete plutaju između zvijezda, nisu gravitaciono vezane ni za jednu. Tokom dugih perioda, one se mogu približiti nekom planetskom sistemu poput našeg. Irina Romanovskaya je nedavno objavila članak čiji je naslov: Migracija izvanzemaljskih civilizacija i međuzvjezdana kolonizacija: implikacije za SETI i SETA. SETI je skraćenica za „The search for extraterrestrial inteligence“ – odnosno potragu za vanzemaljskom inteligencijom, a SETA je pak skraćenica za „The Search for Extraterrestrial Artifacts” – odnosno potragu za vanzemaljskim artefaktima. Romanovskaya je profesorica fizike i astronomije na Houston Community Collegeu u SAD-u. Iako se njen članak odnosi na hipotetske vanzemaljske civilizacije koje bi mogle putovati na ovaj način, ovakvu tehniku mogli bi u dalekoj budućnosti koristiti i ljudi sa Zemlje.
“Planeti koji slobodno lebde među zvijezdama mogu osigurati stalnu površinsku gravitaciju, velike količine prostora i resursa”, piše Romanovskaya. “Slobodno plutajući planeti s površinskim i podzemnim oceanima mogu osigurati vodu kao potrošni resurs i za zaštitu od svemirskog zračenja.” Površine ovakvih tijela su smrznute jer se kreću daleko od drugih zvijezda. Ali unutrašnji okeani bi mogli biti topli, kao što se opravdano pretpostavlja za neke Jupiterove i Saturnove satelite. Napredna civilizacija bi mogla izgraditi podzemne gradove. Ona čak daje ideje da bi se nekim pogonima moglo i „upravljati“ planetama lutalicama. Kada se nakon ogromnih vremenskih perioda ovakva planete približi zvjezdanom sistemu koji sadrži planete pogodne za život, organizovao bi se transfer na nove svjetove.
Zasad ne znamo koliko ovakvih tijela ima, ali sigurno je da postoje. Godine 2021. tim istraživača objavio je otkriće između 70 i 170 planeta lutalica, svaki veličine Jupitera, u jednom području Mliječnog puta. One slične Zemlji ili satelitima u Sunčevom sistemu je za sada teže uočiti ali teleskopi iz bliske budućnosti će ih moći detektirati. A jedna studija iz 2020. pokazala je da bi ih u našoj galaksiji moglo biti čak 50 milijardi.
Ostali problemi vezani uz međuzvjezdana putovanja
Pored tehničkih izazova koja nose međuzvjezdana putovanja postavlja se i problem problem očuvanja mentalnog i fizičkog zdravlja posade. Izvan Zemljine zaštitne magnetosfere, kosmičko zračenje može uzrokovati demenciju i oštetiti kognitivne funkcije, kao i uzrokovati rak. Zbog toga je potrebno razraditi adekvatnu zaštitu kakvu bi mogli pružiti magnetski supravodiči koje smo spominjali.
Tu su i izazovi povezani sa dugotrajnim boravkom u okruženjima niske gravitacije. Bez gravitacije, gustoća naših kostiju opada za 1 posto mjesečno, naši mišići atrofiraju, a rizik od razvoja problema s vidom i bubrežnih kamenaca raste. Kad bi stalno ubrzavao, Svemirski brod mogao bi oponašati Zemljinu gravitaciju ukoliko bi neprekidno ubrzavao. Međutim, to bi značilo da bi morali imati više goriva a već smo spominjali koliko to povećava troškove i zahtjeva nove inžinjerske izazove.
Jedno od rješenja je konstrukcija rotirajuće letjelice čija centripetalna sila simulira gravitaciju. To smo prvi put vidjeli u filmu 2001 – Odiseja u svemiru gdje je u središtu broda postavljen veliki rotirajući cilindar. Rotirajuća svemirska letjelica tražila bi korištenje dodatne energije za pogonjenje rotacije. Tu su i različiti dihtunzi (brtve) i motori. Ali bez umjetno stvorene gravitacije dugotrajni letovi bi bili nemogući sa zdravstvenog aspekta. Ovo su, da tako kažemo, tehnološko-inžinjerski problemi koje bi napredna nauka budućnosti mogla riješiti na ovaj ili onaj način.
Može se govoriti i o psihološkim aspektima. Ljudi koji krenu na međuzvjezdani put bit će, u ovoj ili onoj varijanti, decenijama zarobljeni u skučenom svemirskom brodu. Treba računati i na duboke psihičke probleme pa čak i gubitak razuma. Niko ne zna kako će se naši hipotetski putnici nositi sa činjenicom da, kada i stignu na odredište, najvjerovatnije nikada više neće vidjeti Zemlju ili se vratiti na nju. Ovo su samo neki od mogućih problema. Sigurno će se javiti i različite stvari i situacije koje sada ne možemo ni predvidjeti.
Ima još jedno razmišljanje kada su u pitanju međuzvjezdana putovanja gdje bi se koristili metodi koje smo opisali.
Davne 1969. godine u časopisu Kosmoplov objavili su moju naučno-fantastičnu priču Svemirski odisej. Časopis je izdavan u Beogradu i pokrivao je astronomiju, astronautiku i naučnu fantastiku. Mislim da je to bila i prva bosanskohercegovačka naučno-fantastična priča. Moj međuzvjezdani putnik, Jen Herbe, letio je brzinom bliskom brzini svjetlosti ka maglini u Andromedi. Iako je na putu bio tek 5 godina, na Zemlji je, zbog efekata koje predviđa Einsteinova teorija relativnosti, proteklo više hiljada godina. U međuvremenu, tehnologija je napredovala i njega presreću astronauti iz Zemljine budućnosti koji su savladali nadsvjetlosne brzine i već posjetili galaksiju u Andromedi. Tako da je njegova misija postala besmislena. Tako bi se nešto slično moglo desiti u nekoj daljoj budućnosti ukoliko se ljudi zapute ka zvijezdama koristeći neki od gore opisanih klasičnih metoda. Pišući ovaj tekst nađem da postoje i ovakva razmišljanja.
Ovdje nismo govorili o isključivo robotskim ekspedicijama, odnosno brodovima kojima bi upravljala vještačka inteligencija čija je zora već počela. Tu bi se izbjegli brojni problemi koje smo opisali, kada su u pitanju ljudske posade.
Na kraju, kad tad morat ćemo se zaputiti ka zvjezdanim prostorima. Koliko god to sada izgledalo nerealno, čovječanstvo će morati preduzeti taj korak. Za one koji misle da je sve ovo besmisleno, napomenut ću da će traganje za međuzvjezdanim pogonima donijeti nova tehnološka i naučna otkrića. Nauci trebaju zadaci, izazovi. Tokom dosadašnje ere astronautike, kao bitni nusprodukti svemirskih projekata, nastalo je na desetine ako ne i stotine otkrića koje koristimo u svakodnevnom životu.