Tämän päivänkin rakettiteknologia on aivan hyödydön alkeellinen roju tähtienväliseen matkaukseen.
Promixa Centauriin matkaamista sillä joutuisi odottamaan jopa 60 000 vuotta(800 ihmisen elinikä!).
Tietysti on muitakin keinoja matkata kuin alkeellinen rakettiteknologia, mutta niitä saamme odottaa
vielä kymmeniä ellemme satoja vuosia! Otetaampa kuitenkin esimerkkejä hieman kehittyneemmistä
tulevaisuuden matkaus-menetelmistä.
Jos ydinreaktiossa vapautuva energia voitaisiin kokonaisuudessaan käyttää aluksen vauhdittamiseen
, päästäisi tavallisella (Loviisan ydinvoimalan tapaisella) fissioreaktorilla nopeuteen 10000 km/s.
Joka on 3.3 prosenttia valo nopeudesta. Mutta ikävä kyllä tälläkin menetelmällä matka-aikaa Promixa
Centauriin kuluisi vähintään noin 130 vuotta.
Vety-ytimien yhtymisreaktio, fuusio parantaisi tätä tilannetta jonkin verran jos kaikki reaktiossa
vapautuva energia voitaisiin käyttää työntövoimana. Silloin aluksen loppunopeus voisi olla jopa
30 000 km/s eli jopa kymmenes osa valon nopeudessa! Tällä nopeudella matka auringosta maahan
kestäisi vain noin 1,5 tuntia! Tämähän näyttää hienolta, mutta onko siitäkään mitään hyötyä
tähtienvälisessä matkauksessa? Ei juuri! Promixa centauriin tällä menetelmällä kestäisi 43 vuotta eli
matka olisi saavutettavissa ihmisen eliaikana. Ihmistä tälläiselle matkalle ei kannattaisi lähettää,
eikä luultavasti edes mitään muutakaan laitetta.
Lentoajat ja olipaikat menettävät merkityksensä siinä tapauksessa, kun ihmiset lähtevät matkaan
omavaraisilla ja keinotekoisilla taivaankappaleilla, androseleilla. Tälläinen alus voitaisiin
suunnata kohti muita tähtiä. Androselli sisältäisi ehkä 50000-100000 ihmistä ja tälläinen
alus voitaisiin rakentaa vaikkapa ajollekin pienelle asteroidille. Androsellin suljettu
biologinen järjestelmä huolehtisi matkaahien biologisista tarpeista. Järjestelmällä
fuusiovauhditusta käyttäen voitaisiin vierailla noin yhdessä aurinkokunnassa noin kerran
yhden sukupolven aikana.
Tähtipurje on myös yksi käytännöllinen mahdollisuus, jolla korkeita nopeuksia voidaan saavuttaa
ilman rakettejakin. Valopurjejärjestelmät perustuvat siihen, että sähkömagneettinen säteily, kuten
mikroaallot tai valo heijastuessaan luovuttavat liikeimpulssin heijastuspintaan. Auringon säteilyvuo
on aivan riittämätön tähtiluotaimia varten, ja siksi tarvitaan jonkinlainen "aurinkovuon tehostaja".
Miehittämättömällä 16 gramman tähtipurjeella jota vauhdittaisi kiertoradallamme sijaitseva 10GW
avaruusvoimala päästäisiin jopa 0.2 kertaiseen valon nopeuteen ja matka Promixa Centauriin taittuisi
21,5 vuodessa!
Miehitetty tähtipurjehtijan vaatimat resurssit ovat merkittävästi suuremmat.
43 000 terawatin laserjärjestelmä planeettaradalla merkuriuksen radan sisäpuolella, sekä säätölinssit
joidan massa olisi noin 560 000 tonnia, Saturnuksen radan ulkopuolella. Aluksen valopurje olisi
sarja alumiinifilmilevyjä, joiden läpimitta olisi noin 1000 kilometriä. 80 000 tonnin lähtömassalla
hyötykuormaa voisi olla noin 3000 tonnia. 0.3g kiihtyvyydellä 0.5 kertainen valonnopeus saavutettaisiin
noin 1,5 vuoden kuluttua ja Promixa Centauri noin kymmenessä vuodessa.
Tarvittava ajoenergia nousee relativistisen fysiikan mukaan kohti äärettömyyksiä, kun lähestytään
valon nopeutta. Jotta yli 0.15-kertaisia valon nopeuksia voidaan ylipäätänsä saavuttaa, on
käytettävä energiarikkaimpia fysiikan tuntemia ilmiöitä - massa täydellistä tai lähes täydellistä
annihilaatiota. Annihilaatioreaktio on jopa toistasataa kertaa energiarikkaampi kuin ydinfuusio.
Tällä hetkellä antimateriaa valmistetaan rutiininomaisesti hiukkaskiihdyttimissä femtogramman erissä
(1g*10^-15) valmistushinnan ollessa noin tuhat miljardia dollaria per mikrogramma. Parin kymmenen
vuoden kuluessa hinta saadaan luultavasti alenemaan noin miljoonaan dollariin per mikrogramma, mutta
se ei todellakaan mahdollista antimaterian käyttöä aluksen työntövoimana. Jotta tähtiluotain
saavuttaisi nopeuden 0.1c tarvittaisiin noin 4000 tonnia työntömassaa ja 9 tonnia antivetyä.
Annihilaatiojärjestelmän ääritapauksissa ei käytettäisi neutraalia työntömassaa lainkaan,
vaan ainoastaan saman verran materiaa ja antimateriaa. Teoreetti nopeus voisi silloin saavuttaa
lähes valon nopeuden. Tähtimatkaajan onneksi nopeuksilla jotka ovat lähellä valon nopeutta
alkaa vaikuttaa aikadilaatio, jonka ansiosta kaukaisia tähtiä voidaan miehistön näkökulmasta
saavuttaa jopa muutamassa vuodessa, mutta ulkoisesti katsottuna alus ei saavuta edes valon nopeutta,
joka voi olla suuri ongelma maanpäällisien ihmisten kannalta.
Star Trekissä Enterprise matkaa jopa 150 miljoonaa kertaisella nopeudella, mutta on mielenkiintoista
ajatella ovatko tämmöiset nopeudet saavutettavissa todellisessa maailmassa. Matkaajan näkökulmasta
aikadilaation kannalta kyllä, kunhan saavutetaan hyvin lähellä valon nopeutta oleva nopeus, mutta
tämä on luultavasti mahdoton toteuttaa edes annihilatoimalla koko galaksi aluksen työntönopeudeksi,
koska nopeuden lisääminen käy aina vain raskaammaksi lähestyttäessä valon nopeutta.
|
|
Ehkäpä madonreiät(Einstein-Rosenin silta) tarjoaa tähtimatkaajalle
mahdollisuuden matkata vieraisiin tähtiin siedettävissä ajoissa.
Tähtiportti-elokuvassa tämä kävi pienellä laitteella kädenkäänteessä, mutta onko
idean toteuttaminen todellakin yhtä helppoa? Enpä oikein usko!
On kuitenkin mahdollista, että aika-avaruutta voitaisiin käpristää niin paljon, että kahden pisteen välille
syntyisi oikotie, jota kutsutaan madonreiäksi. Jos madonreiän kummassakin päässä on lähes laakea
aika-avaruus, varsin lyhytkin madonreikä voi yhdistää kaksi hyvin kaksi hyvin kaukaista paikkaa
toisiinsa.
|
