Ще продължат ли хората да строят космически кораби?

- Ще живеем ли някога сред звездите?

Това е големият въпрос на Рейчъл Армстронг - и той е решен да отговори. Професор по експериментална архитектура в университета в Нюкасъл, Великобритания, Армстронг е мислил за нулево строителство за цялата си кариера и особено след присъединяването си към Icarus Interstellar, международен проект, чиято цел е да популяризира и улесни междузвезден полет през 21 век. „Това е свързано с надхвърлянето на нашите граници и повече от това, което сме в момента”, казва тя. - Въпросът за космически кораб наистина е за природата на човечеството. И това е различно от въпроса дали ние мога изгради звезден кораб."

Може или не може да бъде променена, но волята или не е продукт на самото човечество - нашето разсъждение, нашите приоритети. Контекстът на въпроса за космическия кораб е растежът на населението, влошаването на околната среда, научните изследвания и импулсът за изследване. В сравнение с всичко това, определянето на предмета на изследването е лесно: корабът, според Армстронг, е кораб, който може да се използва за транспортиране на биологичен живот към светове извън нашата слънчева система. Има две основни характеристики, които отделят един космически кораб от други видове космически кораби: Способността да се поддържа живот на борда за дълъг период от време и способността да пренесе този живот на други луни и планети.

Животът в космоса е нещо, което можем да направим. Това предлага МКС. Това, което МКС не може да направи, е да се движат по галактическите разстояния. Задвижването е, когато става въпрос за космически кораби. Учените смятат, че за да стигнат до друга звездна система в рамките на 100 години, един космически кораб трябва да пътува с около 10% скорост на светлината. Без основание, нещата са трудни.

От всички настоящи или предлагани технологии, Армстронг смята, че слънчевите платна са най-реалистични. Соларното платно основно използва радиационното налягане, излъчвано от звездите, като движеща сила. Радиационното налягане в този случай щеше да се придвижи срещу големи ултра-тънки огледала, прикрепени към космическия кораб като платно, движейки го напред с много високи скорости. Това е (сравнително) достъпен тип задвижване. Всъщност е толкова евтино, че е основата на проекта LightSail, финансиран от гражданите на Планетарното общество, който проведе тестов полет през юни 2015 г. Няма нужда да носите и съхранявате какъвто и да е вид гориво на борда.

„Всъщност можем да започнем да изграждаме това“, казва Армстронг.

Но има и недостатъци. Ако неочаквани парчета космически прах и отломки ударят тънкия материал на платното, цялото нещо може да бъде непоправимо повредено за секунди. Армстронг твърди, че роботното сканиране на сондата за такова космическо боклук би могло да помогне за ранно предупреждение, но все пак трябва да извърши маневри за уклон. Ако на борда няма резервни системи за задвижване, астронавтите ще бъдат в пълна милост на радиационно налягане и слънчеви ветрове, които са по-малко от предвидими.

Има и други, по-радикални технологии за задвижване, които вероятно биха имали повече смисъл за по-големите видове кораби. Най-разумно е ядрената енергия. Вече можем да направим ядрено делене (как я захранваме с ядрени реактори тук на Земята), но ядреният синтез ще бъде много по-ефикасно. Много други концептуални технологии изграждат технологията на синтеза, като използването на лазери и електронни лъчи за задвижване на кораба напред. За съжаление, ние не изглеждаме по-близо до превръщането на сливането в реалност, отколкото преди десетилетие.

Другата голяма пречка пред дизайна на космически кораби е обитаемостта. Едно е да изпращате хора в космоса, а друго - да ги поддържате живи. Армстронг твърди, че последното може да се направи, но само с почвата.

"Ако искаме да оцелеем, ще имаме нужда от почва", казва тя. "Точно там е органичната материя."

Почвата е необходима за растежа на растенията, което е необходимо за производството на кислород, плодове и зеленчуци. Различни видове растения също могат да осигурят тон от различни органични материали, полезни при различни обстоятелства. За съжаление, това изследване е трудно да се преследва. Международният договор за космическото пространство от 1967 г. ограничава експериментите с микроорганизми в екстремни условия. Ако приемем, че договорът е бил променен, учените ще трябва да намерят начин да използват динамични химически процеси за терраформиране на силно локализирани зони. Това ще изисква „супер почви“.

“Ние можем да проектираме сложни тъкани, които не надхвърлят представата за вода и въздух, смесени в определени съотношения,” казва Армстронг. "Ако стратегически въведохме различни видове организми и може би дори технологични тъкани, може да открием, че почвите могат да направят ужасно много повече, отколкото естествено."

Синтетичната биология може дори да ни помогне да използваме биоинженерни растения, които биха могли да играят критична роля в средата на космически кораби. Тези инсталации могат да бъдат произведени за производство на кислород в по-големи количества, да живеят с по-малко ресурси, да филтрират водните системи за рециклиране на питейна вода, да произвеждат плодове и зеленчуци с по-бързи темпове и т.н.

Но устойчивото местообитание не означава просто предоставяне на ресурси, за да помогне на растежа на живота. Армстронг е прекарал много време в проучване на „живите технологии“ - в които метаболичните материали действат като „химически интерфейс или език, чрез който изкуствени структури като архитектура, могат да се свързват с природни системи“. Тези материали притежават метаболитни черти, които им позволяват. да се трансформира в различни състояния чрез енергийни процеси. Армстронг най-много се интересува от това как метаболичните материали могат да участват в създаването на екологичен ландшафт заедно с по-конвенционалните структурни материали.

Пример за това са „капчици масло от протоцел“, които могат да се движат около околната среда и да претърпят сложни поведения, основани на променящите се условия. Това може да означава все повече и по-малко чувствителни към светлината; реагиране на вибрации и вибрации; промяна на променящите се състави на въздуха чрез отделяне на различни видове отпадъчни продукти; или дори саморемонтиране след повреда. Тази последна способност може да бъде особено полезна за създаване на слой от корпус на космически кораб, който помага да се намали до минимум щетите, причинени от други невидими обекти, които са наранени около пространството, като малки скали или късчета лед.

Тези пречки не позволяват да се срещнем със самоналожените крайни срокове на 2100 звездния кораб на Армстронг. Дори ако технологичните ограничения не бяха проблем, икономическите и политическите сили несъмнено биха забавили процеса. Все пак Армстронг се надява, че с повишен интерес към връщане на Луната и привличането на хората на Марс, скоро бихме могли да създадем изследователска станция, посветена единствено на това как да построим звезден кораб.

"Ние сме доста сериозни за създаването на междупланетна цивилизация", казва Армстронг.

„Въпреки че звучи като научна фантастика, мисленето за космически кораби ни кани да мислим стратегически за начина, по който вършим нещата в дългосрочен план, за бъдещите поколения. Не знаем какво ще се случи по-нататък, но трябва да отидем в неизвестното."