Magkakaroon ba ang mga Manlilikha ng mga Starships?

"Nananatili ba tayo sa gitna ng mga bituin?"

Ito ang malaking tanong ni Rachel Armstrong - at isa siyang determinadong sagutin. Isang propesor ng eksperimentong arkitektura sa Newcastle University sa UK, si Armstrong ay nag-iisip tungkol sa zero-g construction para sa kanyang buong karera at lalo na mula noong sumali sa Icarus Interstellar, isang internasyonal na proyekto na dinisenyo upang itaguyod at mapadali ang interstellar flight sa ika-21 siglo. "Ito ay may kinalaman sa paglampas sa aming mga limitasyon at pagiging higit sa kung ano tayo ngayon," sabi niya. "Ang tunay na tanong ng starship ay tungkol sa likas na katangian ng sangkatauhan. At iba iyon sa pagtatanong kung tayo ba maaari bumuo ng isang starship."

Ang maaari o hindi maaaring baguhin, ngunit ang nais o hindi ay isang produkto ng sangkatauhan mismo - ang aming pangangatuwiran, ang aming mga prayoridad. Ang konteksto ng mga bituin na tanong ay ang paglago ng populasyon, pagkasira ng kapaligiran, siyentipikong pananaliksik, at ang salpok upang galugarin. Kung ikukumpara sa lahat, ang pagtukoy sa paksa ng pag-usapan ay madali: Ang isang bituin, ayon kay Armstrong, ay isang sisidlan na maaaring magamit sa transportasyon ng buhay na organiko sa mga daigdig na lampas sa ating solar system. May dalawang pangunahing katangian na naghihiwalay sa isang bituin mula sa iba pang mga uri ng spacecraft: Ang kakayahang suportahan ang buhay sa barko para sa isang napakahabang dami ng oras at ang kakayahang dalhin ang buhay na iyon sa iba pang mga buwan at planeta.

Ang buhay sa kalawakan ay isang bagay na magagawa natin. Iyon ang inaalok ng ISS. Ang hindi maaaring gawin ng ISS ay lumipat sa galactic distansya. Ang pagpapaandar ay, pagdating sa starships, ang kuskusin. Tinatantya ng mga siyentipiko na upang makarating sa isa pang sistema ng bituin sa loob ng 100 taon, ang isang spacecraft ay kailangang maglakbay sa humigit-kumulang 10 porsiyento ang bilis ng liwanag. Kapag walang biyahe, ang mga bagay ay nakakalito.

Sa lahat ng kasalukuyan o iminungkahing teknolohiya, naisip ni Armstrong na ang solar sails ay ang pinaka-makatotohanang. Ang isang solar na layag ay karaniwang ginagamit ang presyon ng radyo na ibinubuga mula sa mga bituin bilang isang puwersang nagpapalakas. Ang presyon ng radiation sa kasong ito ay itulak laban sa mga malalaking ultra-manipis na mga salamin na naka-attach sa spacecraft tulad ng isang layag, paglipat nito pasulong sa napakataas na bilis. Ito ay isang (comparatively) abot-kayang uri ng pagpapaandar. Sa katunayan, ito ay napakababa na ito ang batayan para sa proyekto ng LightSail na pinondohan ng Planetary Society ng Planetary Society, na nagtataglay ng pagsubok na flight sa Hunyo 2015. Hindi na kailangang dalhin at mag-imbak ng anumang uri ng propellant na onboard.

"Maaari naming talagang simulan upang bumuo na," sabi ni Armstrong.

Ngunit may mga kakulangan. Kung ang mga di-inaasahang mga piraso ng espasyo na alikabok at mga basura ay tumama sa manipis na materyal sa layag, ang buong bagay ay maaaring masira sa loob ng ilang segundo. Sinabi ni Armstrong na ang pag-scan ng robotic probe para sa gayong puwang na basura ay maaaring makatulong sa pagbibigay ng ilang maagang babala, ngunit kailangan pa rin ng layag na mag-execute ng mga maniobra. Kung walang mga backup na sistema ng pagpapaandar sa onboard, ang mga astronaut ay nasa ganap na awa ng mga presyon ng radyasyon at solar wind, na mas mababa kaysa sa predictable.

May mga iba pang, mas radikal na pagpapaandar na teknolohiya na malamang na makagawa ng higit na kahulugan para sa mas malaking mga uri ng mga starships. Ang kapangyarihan ng nukleyar ang pinakamahalaga. Maaari na nating gawin ang nuclear fission (ito ay kung paano namin kapangyarihan nuclear reactors dito sa Earth), ngunit nuclear fusion ay magiging magkano mas mahusay. Maraming iba pang mga uri ng mga haka-haka na teknolohiya ang nagtatayo ng teknolohiya ng pagsasanib, tulad ng paggamit ng mga laser at mga beam ng elektron upang itaboy ang isang barko pasulong. Nakalulungkot, parang hindi tayo mas malapit sa paggawa ng fusion isang katotohanan kaysa noong dekada na ang nakalilipas.

Ang iba pang malaking balakid sa disenyo ng starship ay ang pagiging maginhawa. Ito ay isang bagay upang magpadala ng mga tao sa espasyo at isa pa upang panatilihin ang mga ito buhay. Sinabi ni Armstrong na maaaring gawin ang huling, ngunit sa lupa lamang.

"Kung tayo ay mananatiling buhay, kakailanganin natin ang lupa," sabi niya. "Iyan kung saan ang organikong bagay ay."

Ang lupa ay kinakailangan para sa paglago ng halaman, na kinakailangan upang makabuo ng oxygen, prutas, at gulay. Ang iba't ibang uri ng halaman ay maaari ring magbigay ng isang tonelada ng iba't ibang mga organic na materyal na nakakatulong sa maraming uri ng mga pangyayari. Sa kasamaang palad, ang pagsasaliksik na ito ay mahirap na ituloy. Ang 1967 internasyonal na Outer Space Treaty ay naglilimita sa mga eksperimento sa mga mikroorganismo sa matinding kapaligiran. Sa pag-aakala na ang kasunduan ay binago, ang mga siyentipiko ay kailangang mag-isip ng isang paraan upang magamit ang mga dynamic na proseso ng kemikal upang maitaguyod ang mataas na naisalokal na mga zone. Ito ay nangangailangan ng "super soils."

"Maaari naming magdisenyo ng mga kumplikadong mga tela sa buhay ng pag-iwas na higit sa ideya ng tubig at hangin na magkakasama sa ilang mga ratio," sabi ni Armstrong. "Kung strategically namin ipinakilala iba't ibang mga uri ng mga organismo at marahil kahit na teknolohikal na tela, maaari naming makita na ang mga lupa ay maaaring gawin ang isang kakila-kilabot pulutong ng higit sa naturalistically nila gawin."

Ang sintetikong biology ay maaaring makatulong sa amin ng mga halaman ng bioengineer na maaaring maglaro ng isang kritikal na papel sa isang kapaligiran ng starship. Ang mga halaman ay maaaring gawin upang makabuo ng oxygen sa mas malaking dami, mabuhay ng mas mababa na mapagkukunan, filter na mga sistema ng tubig sa recycle na maiinom na tubig, gumawa ng mga prutas at gulay sa mas mabilis na mga rate, atbp.

Ngunit ang isang napapanatiling tirahan ay hindi lamang nangangahulugang pagbibigay ng mga mapagkukunan upang tumulong sa paglaki ng buhay. Ang Armstrong ay gumugol ng maraming oras sa paggalugad ng 'mga teknolohiya sa pamumuhay' - kung saan ang mga metabolic na materyales ay kumikilos bilang "isang kemikal na interface o wika sa pamamagitan ng kung saan ang mga artipisyal na kaayusan tulad ng, arkitektura, ay maaaring kumonekta sa mga natural na sistema." Ang mga materyal na ito ay nagtataglay ng metabolic traits na nagbibigay-daan sa kanila upang ibahin ang anyo sa iba't ibang mga estado sa pamamagitan ng mga proseso ng enerhiya. Si Armstrong ay pinaka-interesado sa pag-unawa kung paano ang mga metabolic materyales ay maaaring lumahok sa paglikha ng isang ecological tanawin sa tabi ng higit pang mga maginoo estruktural materyales.

Ang isang halimbawa ay "mga droplet ng langis ng protocell" na maaaring lumipat sa paligid ng isang kapaligiran at dumaranas ng mga komplikadong pag-uugali batay sa pagbabago ng mga kondisyon. Ito ay maaaring mangahulugan ng pagiging mas at mas mababa ang sensitibong ilaw; pagtugon sa mga vibrations at shakes; binabago ang pagbabago ng compositions ng hangin sa pamamagitan ng pagpapadanak ng iba't ibang uri ng mga produkto ng basura; o kahit self-repairing matapos na nasira. Ang huling kakayahan na ito ay lalong kapaki-pakinabang para sa paglikha ng isang layer ng spacecraft hull na makakatulong na mabawasan ang pinsala na dulot ng iba pang hindi nakikitang bagay na nasasaktan sa paligid ng espasyo, tulad ng maliliit na bato o mga piraso ng yelo.

Ang mga balakid na ito ay malamang na hindi tayo makikipagkita kay Armstrong sa sarili na 2100 starship deadline. Kahit na ang mga hadlang sa teknolohikal ay hindi isang isyu, ang mga pwersang pang-ekonomiya at pulitika ay walang alinlangan na mapabagal ang proseso. Gayunpaman, umaasa si Armstrong na sa pagtaas ng interes sa pagbalik sa Buwan at pagkuha ng mga tao sa Mars, maaari naming magtatag ng isang istasyon ng pananaliksik na nakatuon lamang sa pagsasaalang-alang kung paano bumuo ng isang starship.

"Medyo seryoso tayo sa paglikha ng isang sibilisasyon sa pagitan ng mga planeta," sabi ni Armstrong.

"Bagaman ito ay katulad ng fiction sa agham, ang pag-iisip tungkol sa mga bituin ay nag-aanyaya sa atin na mag-isip nang madiskarteng tungkol sa paraan ng paggawa ng mga bagay sa pangmatagalan, para sa mga henerasyon na darating. Hindi namin alam kung ano ang susunod na mangyayari, gayon pa man dapat kaming pumunta sa hindi kilala."