Trys didžiausi neįgyvendinti XX a. moksliniai projektai. 2 dalis: kosmoso kelionės  (7)

XX amžius buvo mokslo ir technikos triumfo amžius. Buvo sukurta daug naujų neregėtų daiktų ir technologijų, kurie pakeitė iš esmės visų žmonių, pradedant turtuoliais ir baigiant paskutiniais vargšais, gyvenimą. Kartais yra gerokai įdomiau ne girtis dideliais pasiekimais, o bandyti paanalizuoti nesėkmių priežastis ir pasimokyti iš tų nesėkmių. Čia ir apžvelgsime tris nuo XX a. antros pusės puoselėtas svajones, kurių įgyvendinimui ir moksliniams tyrimams buvo metami dideli pinigai, bet kurios taip ir liko neįgyvendintos. Tai valdoma termobranduolinė sintezė, kosminės kelionės ir dirbtinis intelektas.


Šįkart – apie kosmines keliones. XX a. atsiradusios mokslinės fantastikos vienu iš pagrindinių siužetų buvo kosminės kelionės. R. Bredberio (Ray Douglas Bradbury) „Marso kronikos“, A. Klarko (Arthur Charles Clarke) „2001-ųjų metų kosminė odisėja“ ir kitos knygos, kuriuose 2000-ieji buvo minimi kaip neabejotinos žmonijos ekspansijos Saulės sistemoje metai, skaitančiųjų buvo laikomos neabejotinai galimomis išsipildyti pranašystėmis. Tada atrodė, kad viskas vyksta pagal grafiką. 1969-aisiais, tai yra tik praėjus 8 metams po pirmo žmogaus skrydžio į kosmosą, amerikiečiai išsilaipino Mėnulyje, todėl buvo galima manyti, kad 30 metų yra tikrai pakankamas laikas, kad pasiektume kitas planetas.

Ir štai atėjo 2012-ieji. Mūsų nėra Marse, buvome Mėnulyje, bet pasišalinome iš ten ilgam. Į besivartančius kosmose robotus arba šliaužiojančius po svetimų mirusių pasaulių paviršių vežimėlius galime beveik nekreipti dėmesio, nes tai yra visai ne tai, apie ką rašė garsieji fantastai. Galime liūdnai konstatuoti, kad praėjus 43 metams po išsilaipinimo Mėnulyje mūsų vis dar nėra kelyje į žvaigždes.

Kaip vėliau rašė žinomas fantastas A. Azimovas (Isaac Asimov), mes išėjome į futbolo aikštę, įmušėme įvartį, pasiėmėme kamuolį ir ramiai išėjome iš aikštės. Šiandien gigantiškos „Saturn-V“ raketos liūdi muziejuose arba mėtosi metalo sąvartynuose. Daugybė raketų inžinierių ir mokslininkų išsivaikščiojo kas sau. Kosminių lenktynių energija palaipsniui išseko.

Viena iš pagrindinių priežasčių, dėl ko taip sumenko kosminės programos, yra vienos iš dviejų lenktyniavusių šalių – SSRS – ekonominis ir politinis nuosmukis. Galbūt kaip tik kosminės programos labiausiai prisidėjo prie SSRS ekonomikos laipsniško degradavimo. O žiūrint globaliai ir atmetus visas laikinas bei neesmines priežastis, galima pasakyti, kad pagrindinė priežastis viena ir banali: pinigai.

Dažnai pamirštama, kad kosminės kelionės baisiai brangus malonumas: pilotuojamo skrydžio metu vieno kilogramo iškėlimas į kosminę erdvę kainuoja apie 20000 JAV dolerių. Įsivaizduokite J. Gagarino skulptūrą, pagamintą iš gryno aukso, ir pajausite tokių kelionių kainą. O kelionė į Mėnulį kainuotų dar dešimt kartų brangiau. Akivaizdu, kad jokia supervalstybė ilgai negali ištverti tokių išlaidų. Tada, 1960–1970 m., kosminių kelionių kaina nebuvo skaičiuojama – viską nulėmė entuziazmas ir pašėlusios lenktynės tarp JAV ir SSRS.

Paprasčiausi ekonominiai skaičiavimai rodo, kad norint plėtoti tolimojo kosmoso įsisavinimą, reikia jame surasti kažką nepaprasto, labai deficitinio. Maža to, reikia surasti tai, ko nebūtų galima pagaminti panaudojant žemiškas technologijas. Štai kad ir helio izotopo He-3 problema. Pastaraisiais metais atsirado idėjų, kaip prisivilioti pinigų skrydžio į Mėnulį finansavimui, panaudojant šią medžiagą. Žinoma, kad ten yra labai daug (palyginti su Žemės pluta) helio izotopo He-3, kuris gerokai atpigintų termobranduolinio reaktoriaus statybą ir eksploataciją. Vandenilio izotopo deuterio ir He-3 reakcijos metu susidaro maždaug 100 kartų mažiau neutronų negu reaguojant deuteriui su tričiu, todėl reikalavimai užtikrinti tokio reaktoriaus konstrukciją ir saugų darbą yra gerokai paprastesni. Deja, ta reakcija vyksta dar aukštesnėje temperatūroje, todėl reikalingi nauji tyrimai, o elementarūs skaičiavimai rodo, kad helio izotopo gavyba Mėnulyje ir jo atvežimas iš ten kainuos per brangiai, kad galėtų kompensuoti reaktoriaus eksploatacijos ir statybų kainos sumažėjimą. 

Kosminių kelionių kaina yra pagrindinė priežastis, dėl ko pilotuojamų kosminių kelionių ateitis tampa visai miglota. 2004 m. JAV prezidentas G. Bushas pateikė gana ambicingą kosminių tyrimų programą, pagal gal kurią buvo numatoma 2020 m. sugrįžti į Mėnulį, o dar po 10 metų skristi į Marsą. Tačiau 2008-ųjų ekonominė krizė iš esmės palaidojo tuos planus. 2009-aisiais prezidentui B. Obamai buvo pateiktos Ogastino komisijos (Augustine Commision – vadovas Normann R. Augustine) išvados, kuriose teigiama, kad išlikus numatytam finansavimui, 2004-ųjų programa yra neįgyvendinama. 2010-aisias buvo nuspręsta per porą metų uždaryti daugkartinio naudojimo laivų (Space Shuttle) programą ir nebefinansuoti naujų laivų kūrimo, kurie galėjo būti būsimų kelionių į Mėnulį prototipais.

Ogastino komisijos išvadose siūloma atsisakyti kelionių į Mėnulį ir Marsą, geriau bandyti išsilaipinti asteroiduose arba Marso palydovuose, nes ten daug silpnesnė trauka ir startuoti atgal iš jų reikėtų gerokai mažiau kuro. Vienas iš tokių objektų yra 2029 metais prie Žemės labai priartėsiantis asteroidas Apofis. Taip pat siūloma aplankyti Lagranžo taškus, kur Žemės ir Mėnulio traukos jėgos viena kitą kompensuoja. Tuose taškuose galėtų būti susikaupę daug „šiukšlių“, o tarp jų ir įvairių objektų, kurie galėtų būti ten nuo pat Žemės ir Mėnulio sistemos formavimosi pradžios.

Rusijos kosminių tyrimų programa yra visai sumenkusi, ir ją nuolat persekioja nesėkmės. Praktiškai po SSRS žlugimo nebuvo nė vieno sėkmingo Rusijos kosminių laivų skrydžio kitų planetų link. Vienintelis Rusijos kosminės programos pasireiškimas yra laivų „Sojuz“ pilotuojami ir krovininiai skrydžiai į Tarptautinę kosminę stotį.

Susidarius tokiai situacijai JAV kosminių tyrimų srityje pradėjo iš esmės keistis padėtis visame pasaulyje. Viena vertus, JAV atsirado daug privačių kompanijų, kurios ėmėsi raketų ir kosminių laivų kūrimo darbų. Kita vertus, atsirado naujas žaidėjas – Kinija. Ji nedalyvauja nei Tarptautinės kosminės stoties programoje, nei pilotuojamų skrydžių su kitomis šalimis (JAV, Europos Sąjunga, Rusija) projektuose.

Kinija 2003 metų spalį savarankiškai paleido savo pilotuojamą kosminį laivą. Dabar artimiausias kinų uždavinys yra nuo 2016 iki 2020 metų sukurti savo kosminę stotį, panašią į buvusią SSRS stotį „Mir“. O dar po kelerių metų planuojamas pilotuojamas skrydis į Mėnulį, ir yra daug šansų, jog Kinija bus antrąja valstybe, kurios žmonės vaikščios po Mėnulį. Ir aišku, kad Mėnulis nėra Kinijos kosminės programos galutinis tikslas.

Privačių kosminių skrydžių srityje taip pat yra nemažai naujienų. Vienas iš įdomesnių projektų yra Stratolaunch – kosminio laivo paleidimas iš lėktuvo. Tam tikslui kuriamas ciklopinis lėktuvas Model 351, sudarytas iš dviejų fiuzeliažų. Pagal projektą jis turėtų sverti apie 600 tonų, sparnų plotis būtų 116 m, o daugkartinio naudojimo kosminis laivas bus prikabintas viduryje tarp dviejų fiuzeliažų. Lėktuvo prototipą numatoma sukurti sujungus du „Boeing-747“ lėktuvus. Devynių kilometrų aukštyje laivas bus atkabintas nuo lėktuvo, įsijungs pirmos pakopos varikliai ir pakels laivą iki 90 km aukščio, tada pirmoji pakopa atsijungs ir pradės veikti antroji pakopa, kuri galės išvesti laivą į kosmosą. Laive galės būti iki 6 tonų krovinio arba šeši pilotai. Tarp šio projekto finansuotojų yra vienas iš kompanijos „Microsoft“ įkūrėjų milijardierius P. Alenas (Paul Allen), kompanijos „Scaled Composites“ įkūrėjas B. Rutanas (Elbert L. "Burt" Rutan) ir E. Maskas (Elon Musk), kompanijų „PayPal“ (internetiniai mokėjimai), „Tesla Motors“ (elektromobiliai) ir „SpaceX“ (privatūs kosminiai laivai) įkūrėjas.

„SpaceX“ kompanija jau sukūrė ir išbandė raketą Falcon 9, kuri 2010 m. gruodžio mėnesį iškėlė į kosmosą laivą „Dragon“. Artimiausiu metu planuojamas šios kompanijos krovininio laivo prisijungimas prie Tarptautinės kosminės stoties. Taigi NASA ruošiasi geriau mokėti pinigus verslininkams, negu imtis kurti savas kosminio transporto sistemas. Kol kas didžiąją dalį investicijų sudaro milijardierių entuziastų lėšos, bet tai ilgai tęstis negali. Vienas iš būdų užsidirbti pinigų yra kosminis turizmas, kai turtingi aštrių pjūčių mėgėjai už kelis šimtus tūkstančių dolerių galės 20–30 minučių paskraidyti kosmose nesvarumo būklėje.

Vis dėlto visa ši veikla yra ne tai, apie ką rašė didieji rašytojai fantastai. Vienintelė prošvaistė šioje srityje yra NASA ir JAV Gynybos pažangių tiriamųjų projektų agentūros (DARPA – The Defense Advanced Research Projects Agency ) projektas „Šimtamečio žvaigždėlaivio studija“ (100 Year Starship Study) (žr. ). Pagal šį projektą ieškoma naujų iniciatyvų sukurti technologiją reikalingą tam, kad galėtume nusiųsti erdvėlaivį (nebūtinai pilotuojamą) į kitą žvaigždę. Praeis daug laiko, kol šios kelionės idėja bus pasiekiama. Pagrindinis projekto dėmesys sukoncentruotas į naujų idėjų ir pamatinių iniciatyvų kūrimą, kurios vėliau padėtų sukurti reikiamas technologijas ir atliktų darbą geriau negu valstybės finansuojamas erdvėlaivio konstravimas. DARPA tikisi, kad šio projekto sėkmė galėtų būti naudinga tiek NASA, tiek privačiam sektoriui.

Fantastai jau seniai aprašė daug galimų tarpžvaigždinių kelionių kosminių laivų tipų. Pirmiausiai tai raketos – fotoninės, mezoninės, joninės, atominės ir „paprastos“. Žinoma, ir visokie egzotiniai šių transporto priemonių variantai – saulės burės, gravitaciniai varikliai ir nul-transportavimas. Paskutiniai du judėjimo būdai vis dar lieka su klaustuko ženklu: gravitacija atkakliai išlieka neįveikiama, taip pat tebegalioja draudimas kaip nors „iš šono“ aplenkti šviesą. Fotoninių arba kitokių ikišviesinių variklių kūrimo problemos yra nors ir didžiulės, bet greičiau technologinės negu principinės. Atominiai varikliai jau buvo sukurti „vakar“, ir tiktai saugaus darbo ir ekologiniai reikalavimai neleidžia jų plačiau panaudoti „šiandien“.

Viena iš galimų branduolinių variklių modifikacijų galėtų būti pagrįsta valdoma termobranduoline sinteze. Reakcijos produktai išsilaksto milžinišku iki kelių tūkstančių kilometrų per sekundę greičiu. Todėl galima įsivaizduoti, kad surinkus tokį variklį kosmose, kur nėra vakuumo palaikymo problemų, superlaidžių magnetų šaldymo reikalavimų, gali būti dideli gabaritai ir t. t., galima sukurti efektyvų tarpplanetinį, o gal ir tarpžvaigždinį laivą. Toks laivas galėtų įsibėgėti iki dešimtadalio šviesos greičio.

Dabar atsirado dar vienas egzotinis variantas – nanolaivai. Idėja susijusi su nanotechnologijų vystymusi. Mažam objektui pagreitinti galima naudoti visai kitokias priemones negu masyviam kūnui. Sakykime, tokią nanodulkelę galima užkrauti iki tam tikro krūvio, o tada elektriniame lauke ją pagreitinti. Reikia paleisti ne vieną laivą, o visą debesį mažyčių nanorobotų, iš kurių tik nedidelė dalis pasiektų kitos žvaigždės sistemą. Tada įsijungtų jų kopijavimo programa, kuri iš pradžių pastatytų fabriką, o po to pagamintų ir neribotai daug nanorobotų (žr. Michio Kaku. Physics of the future; Doubleday; 2011).

Taigi, dabar paaiškėjo, kad visas fantastų svajones tenka atidėti bent šimtui metų. Pagal garsaus teorinės fizikos specialisto M. Kaku (Michio Kaku) prognozes, geriausiu atveju galime tikėtis Saulės sistemos įsisavinimo ir kelionių artimiausių žvaigždžių link ne anksčiau kaip 2100 metais. Tada bus galima aplankyti Jupiterio palydovus, kuriuose, kaip manoma, gali būti povandeninės gyvybės užuomazgų, arba nuskridus į Marsą pradėti jo teraformavimą; t. y. bandyti sukurti dirbtinę atmosferą, pakelti temperatūrą ir ištirpinti sušalusius ledynus.

Svajonės visada padeda dirbti, bet gali būti, kad ir šioms prognozėms bus nelemta išsipildyti, nes artėjanti daugelio Žemės išteklių krizė galutinai palaidos mūsų viltis kada nors pasiekti žvaigždes.

Aut. teisės: bernardinai.lt
bernardinai.lt
Autoriai: Česlovas Šimkevičius
(5)
(0)
(3)

Komentarai (7)