Oamenii vor construi vreodată steaguri?

"Vom trăi vreodată printre stele?"

Aceasta este întrebarea mare a lui Rachel Armstrong - și una pe care este hotărâtă să o răspundă. Un profesor de arhitectură experimentală de la Universitatea Newcastle din Marea Britanie, Armstrong se gândește la construcția zero-g pentru întreaga sa carieră și mai ales la aderarea la Icarus Interstellar, un proiect internațional menit să promoveze și să faciliteze zborul interstelar în secolul XXI. "Are de-a face cu depășirea limitelor noastre și a fi mai mult decât ceea ce suntem acum", spune ea. "Întrebarea despre nava de mare realitate este legată de natura omenirii. Și asta e diferit de întrebarea dacă noi poate sa construi o navă de nave."

Poate sau nu poate fi supusă schimbării, dar ar fi sau nu ar fi un produs al umanității în sine - raționamentul nostru, prioritățile noastre. Contextul problemei navei de coastă este creșterea populației, deteriorarea mediului, cercetarea științifică și impulsul de explorare. În comparație cu toate acestea, definirea subiectului de anchetă este ușoară: o navă stelară, conform lui Armstrong, este un vas care poate fi folosit pentru a transporta viața organică în lumile dincolo de sistemul nostru solar. Există două caracteristici majore care separă o navă de nave de alte tipuri de nave spațiale: Abilitatea de a susține viața la bord pentru o perioadă lungă de timp și capacitatea de a duce acea viață la alte luni și planete.

Viața în spațiu este un lucru pe care îl putem face. Asta oferă ISS. Ceea ce ISS nu poate face este să se deplaseze pe distanțe galactice. Propulsia este, atunci când vine vorba de navele de tren, freca. Oamenii de știință estimează că pentru a ajunge la un alt sistem stea în decurs de 100 de ani, o navă spațială ar trebui să călătorească cu aproximativ 10% viteza luminii. Fără un drum warp, lucrurile sunt complicate.

Dintre toate tehnologiile actuale sau propuse, Armstrong crede că pânzele solare sunt cele mai realiste. O pânză solar utilizează, în principiu, presiunea de radiație emisă de stele ca forță propulsivă. În acest caz, presiunea radiațiilor ar împinge oglinzile ultra-subțiri mari atașate navetei ca o pânză, deplasându-o în față la viteze foarte mari. Acesta este un tip de propulsie (relativ accesibil). De fapt, este atât de ieftin încât este baza proiectului LightSail finanțat de cetățeni al Societății Planetare, care a avut loc un test de zbor în iunie 2015. Nu este nevoie să transportați și să depozitați la bord orice tip de carburant.

"De fapt, putem începe să construim acest lucru", spune Armstrong.

Dar există dezavantaje. Dacă bucăți neașteptate de praf și resturi de spațiu au lovit materialul subțire al pânzei, totul poate fi deteriorat iremediabil în câteva secunde. Armstrong spune că o probă robotizată care scanează astfel de jachete de spațiu ar putea ajuta să ofere un avertisment timpuriu, dar navigația ar trebui să facă totuși manevre evazive. Dacă nu există sisteme de propulsie de rezervă la bord, astronauții ar fi la mila completă a presiunii radiațiilor și a vânturilor solare, care sunt mai puțin decât previzibile.

Există alte tehnologii de propulsie mai radicale, care ar avea probabil mai mult sens pentru mai multe tipuri de nave de tren. Energia nucleară face cel mai mult sens. Putem deja să facem fisiune nucleară (este modul în care acționăm reactoare nucleare aici pe Pământ), dar fuziunea nucleară ar fi mult mai eficient. Multe alte tipuri de tehnologii conceptuale se bazează pe tehnologia fuziunii, cum ar fi utilizarea laserelor și a fasciculelor de electroni pentru a propulsa un vas înainte. Din păcate, nu pare să fim mai aproape de a face fuziunea o realitate decât am fost acum un deceniu.

Celălalt obstacol în calea designului navei nautice este habitate. Este un lucru să trimiteți oameni în spațiu și altul să le mențineți în viață. Armstrong susține că acesta din urmă poate fi făcut, dar numai cu sol.

"Dacă vom supraviețui, vom avea nevoie de sol", spune ea. "Acolo este materia organică."

Solul este necesar pentru creșterea plantelor, care este necesară pentru a produce oxigen, fructe și legume. Diferitele tipuri de plante ar putea oferi, de asemenea, o multitudine de materiale organice diferite într-o mare varietate de circumstanțe. Din păcate, această cercetare este greu de urmărit. Tratatul internațional privind spațiul cosmic din 1967 limitează experimentele pe microorganisme în medii extreme. Presupunând că tratatul a fost modificat, oamenii de știință ar trebui să găsească o modalitate de a utiliza procese chimice dinamice pentru a terraforma zone foarte localizate. Acest lucru ar necesita "soluri super."

"Putem proiecta țesături complexe de viață, care depășesc ideea de apă și aer amestecat în anumite proporții", spune Armstrong. "Dacă am introdus strategic diferite tipuri de organisme și poate chiar țesături tehnologice, am putea constata că solurile pot face mult mai mult decât fac naturalist".

Biologia sintetică ne-ar putea ajuta chiar și în cazul plantelor bioengineer care ar putea juca un rol critic într-un mediu nautic. Aceste plante ar putea fi făcute pentru a produce oxigen în cantități mai mari, pentru a trăi din mai puține resurse, filtrarea sistemelor acvatice pentru reciclarea apei potabile, producerea de fructe și legume la rate mai rapide etc.

Dar un habitat durabil nu înseamnă doar asigurarea resurselor pentru a contribui la creșterea vieții. Armstrong a petrecut mult timp explorând "tehnologiile vii" - în care materialele metabolice acționează ca "o interfață chimică sau o limbă prin care structurile artificiale, cum ar fi arhitectura, se pot conecta cu sistemele naturale". Aceste materiale au în esență trăsături metabolice care le permit să se transforme în state diferite prin procese energetice. Armstrong este cel mai interesat în înțelegerea modului în care materialele metabolice ar putea participa la crearea unui peisaj ecologic alături de materialele structurale convenționale.

Un exemplu este "picăturile de ulei de protocell" care se pot mișca în jurul unui mediu și pot suferi comportamente complexe în funcție de condițiile în schimbare. Acest lucru ar putea însemna a deveni tot mai puțin sensibil la lumină; răspunde la vibrații și vibrații; modificarea compozițiilor schimbătoare de aer prin vărsarea diferitelor tipuri de deșeuri; sau chiar auto-repararea după ce a fost deteriorat. Această ultimă capacitate ar putea fi utilă în special pentru crearea unui strat de corp al navei spațiale care să ajute la minimizarea daunelor cauzate de alte obiecte nevăzute care se distrug în jurul spațiului, cum ar fi rocile mici sau bucăți de gheață.

Aceste obstacole fac puțin probabil că vom întâlni termenul limită al lui Armstrong, impus de 2100 de nave. Chiar dacă constrângerile tehnologice nu ar fi o problemă, forțele economice și politice ar încetini, fără îndoială, procesul. Cu toate acestea, Armstrong speră că, cu un interes crescut să se întoarcă pe Lună și să-i facă pe oameni pe Marte, s-ar putea să înființăm în curând o stație de cercetare dedicată exclusiv gândirii cum să construim o navă stelară.

"Suntem destul de serioși în ceea ce privește crearea unei civilizații interplanetare", spune Armstrong.

"Deși sună ca o ficțiune științifică, gândirea despre navele de nave ne invită să gândim strategic despre felul în care mergem să facem lucrurile pe termen lung, de generații viitoare. Nu știm ce se va întâmpla în continuare, dar trebuie să intrăm în necunoscut."