Ar žmonės paliks Saulės sistemą? „Galbūt būsime priversti tai padaryti“ (1)
Žmonės tyrinėja kosmosą jau beveik 70 metų, tačiau tik mikroskopinė mūsų objektų dalis paliko arba paliks Saulės sistemą ateinančiais metais.
© Needpix (atvira licencija) | https://www.needpix.com/photo/download/961776/universe-space-cosmos-composing-fantasy-planet-globe-infinity-celestial-body
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Atrodo, kad mes tyrinėjame tik artimiausią aplinką. Ar žmonės pagaliau ryžis ir siųs kosmines misijas už mūsų Saulės sistemos ribų? O gal jie patys ten nuskris?
Nors šiandien susiduriame su daugybe iššūkių, kurie tiesiogine prasme mus paralyžiuoja, ateityje tarpžvaigždinės kelionės gali tapti būtinybe. Kokios dabartinės perspektyvos? Ar kada nors galėsime keliauti už kaimyninių planetų ribų?
Vieninteliai žmogaus sukurti objektai, nuskridę už Saulės sistemos ribų
Žmonių vykdomi kosmoso tyrinėjimai prasidėjo 1957 m., kai Sovietų Sąjunga paleido pirmąjį dirbtinį palydovą „Sputnik 1“. Po ketverių metų įvyko pirmasis žmogaus skrydis Žemės orbitoje. Pirmasis kosmonautas buvo Jurijus Gagarinas.
1969 m. įvyko pirmasis žmogaus nusileidimas Mėnulyje – „Apollo 11“ misija, kurioje dalyvavo Neilas Armstrongas, Michaelas Collinsas ir Buzzenas Aldrinas iš JAV. Vėlesniais dešimtmečiais Šaltojo karo valstybės toliau lenktyniavo, kas bus pirmoji arba kas nuskris toliau.
Atrodytų, kad po daugiau nei pusės amžiaus žmonių transporto priemonės skris dar toliau, bet taip nebuvo visiškai.
Nors pastaraisiais dešimtmečiais buvo atlikta daugiau nei 6500 kosminių misijų, dauguma jų baigėsi Žemės orbitoje. Nors buvo zondų, kurie nukeliavo toliau, jų yra palyginti nedaug. Iki šiol toliausiai nukeliavę zondai buvo „Voyager 1“ ir „Voyager 2“ (paleisti 1977 m.). Šiandien „Voyager 1“ yra toliausiai nuo Žemės nukeliavęs žmogaus sukurtas objektas, o atstumas tarp mūsų ir toliau didėja.
„Voyager 1“ kirto heliopauzę (121 AU) 2012 m. ir pirmasis paliko Saulės sistemą. „Voyager 2“ (119 AU) taip pat paliko heliosferą 2018 m. Heliopauzė žymi heliosferos ribą, kur baigiasi Saulės vėjas ir prasideda tarpžvaigždinė erdvė. Tačiau tai yra sutartinė riba. Nėra vienos linijos, skiriančios Saulės sistemą nuo likusios kosmoso dalies.
|
Taip pat verta paminėti 1972 m. paleistą zondą „Pioneer 10“ , kuris 1983 m. paliko vidinę Saulės sistemą, kirsdamas Neptūno ir Kuiperio juostos orbitą ir tęsdamas skrydį toliau. Ryšys su zondu visiškai nutrūko 2003 m. Ar kiti žmogaus sukurti objektai kada nors paliks Saulės sistemą?
„Jei viskas klosis gerai, zondas „New Horizons“ tai padarys, tačiau tam prireiks apie 18 metų. Šiuo metu jis yra maždaug 65 AU atstumu nuo Saulės ir tyrinėja Kuiperio juostos objektus. Yra tik viena rimta problema – Donaldo Trumpo pasirašytas biudžeto įstatymas tikriausiai nutrauks „New Horizons“ finansavimą. O jei zondas bus išjungtas, bus mažai galimybių jį vėl paleisti“, – pažymi Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka, Lenkijos mokslų akademijos Kosmoso tyrimų centro atstovė spaudai, žurnalistė ir knygų kosmoso temomis autorė.
Kur yra Saulės sistemos riba?
Prognozuojama, kad „Voyager 1“ į Orto debesį įskris maždaug po 230–300 metų ir juo skries iki 30 000 metų. Esmė ta, kad Orto debesis kartais laikomas Saulės sistemos dalimi. Kodėl tada pranešama, kad „Voyager 1“ paliko mūsų Saulės sistemą, jei dar jos nepasiekė? Taip yra dėl skirtingų Saulės sistemos ribų apibrėžimų.
Kur yra Saulės sistemos riba? Tai susitarimo reikalas. Griežčiausias apibrėžimas apibrėžia Kuiperio juostą kaip ribą. Antrasis apibrėžimas daro prielaidą, kad Saulės sistemos pabaiga yra heliopauzė arba heliosferos riba. Ji primena burbulą, kuriame sklinda karštas Saulės vėjas. Jo pakraštyje įvyksta terminacinis šokas – regionas, kuriame Saulės vėjas sulėtėja ir baigiasi minėta heliopauze. Savo ruožtu, Orto debesis yra tolimiausia Saulės sistemos juosta pagal Saulės gravitacinę trauką. Jo plotis siekia iki 100 000 AU, o pagal trečiąjį apibrėžimą Saulės sistema baigiasi kartu su juo.
„Hipotetinis Orto debesis formaliai yra už mūsų Saulės sistemos ribų, nes jo kūnai yra labai silpnai susiję su Saulės gravitacine įtaka. Abu „Voyager“ jau seniai yra už heliopauzės, saulės vėjo įtakos ribos. Tai reiškia, kad jie akivaizdžiai juda tarpžvaigždiniu regionu. Abu „Voyager“ zondai, išskirtinai paprastos konstrukcijos – žvelgiant iš šiuolaikinės perspektyvos – kuria istoriją. Jie pasiekė vietas, kurių anksčiau nebuvo pasiekę jokie žmonių prietaisai. Tačiau prisiminkime, kiek laiko jiems tai užtruko“, – aiškina Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka.
Todėl galima sakyti, kad „Voyager 1 ir 2“ kirto Kuiperio juostą ir paliko Saulės sistemą heliosferos prasme, tačiau jie dar neišvengė Saulės gravitacinės įtakos, kuri baigiasi ties Orto debesimi. Plačiąja, gravitacine prasme, joks žmogaus sukurtas objektas dar neišskriejo Saulės sistemos.
Yra ir kitų žmogaus veiklos produktų, kurie paliko Saulės sistemą. Tačiau tai ne „objektai“ su mase, o radijo ir televizijos bangos, sklindančios šviesos greičiu. Seniausi iš šių signalų, sklindantys iš Žemės XX amžiaus pradžioje, jei jie prasiskverbė pro jonosferą, jau yra nukeliavę maždaug 90–100 šviesmečių atstumą. Tai yra tolimiausi mūsų žmonių civilizacijos pėdsakai.
Kaip ir matoma šviesa, tai yra įvairių dažnių ir bangos ilgių elektromagnetinės bangos. Tačiau šviesa sugeriama ir išsklaidoma greičiau, todėl jos atstumas trumpesnis. Nors fotonai gali keliauti neribotą laiką, kol bus sugeriami arba išsklaidomi, šviesa iš Žemės greitai tampa neaptinkama natūralios kosminės spinduliuotės fone. Todėl žmonių skleidžiama dirbtinė šviesa nenukeliauja taip toli kaip radijo signalai.
Kur yra toliausiai kosmose nukeliavęs žmogus?
Kalbant apie misijas, kurių metu nusileidžiama ant nežemiškų kūnų, mes taip pat nenuskridome labai toli. Bepilotės kosminės misijos jau nusileido Mėnulyje, Marse, Veneroje, Merkurijuje, Titane ir keliuose kituose mėnuliuose, asteroiduose ir kometose. Iš jų toliausiai nuo Žemės nutolęs yra Titanas, didžiausias Saturno mėnulis. ESA vykdoma „Huygens“ misija jo paviršiuje nusileido 2005 m.
Kita vertus, žmonės nukeliavo toliausiai iki Mėnulio, o ateinančių metų planuose numatytos pilotuojamos misijos į Marsą, kurį Elonas Muskas norėtų teraformuoti ir kolonizuoti. Taigi, galima sakyti, kad mes tiesiog tyrinėjame šią vietovę. Tačiau įmanoma, kad ateityje paliksime artimiausią aplinką ir nuskrisime toliau, kad nusileistume svetimose planetose ir mėnuliuose. Tačiau tai kelia didžiulį iššūkį beveik visais įmanomais aspektais – technologiniu, logistiniu, laiko atžvilgiu jautriu ir finansiniu. Kas mus stabdo?
Pavyzdžiui, įsivaizduokite hipotetinę nepilotuojamą misiją į Sedną – nykštukinę planetą Orto debesyje. Skrydis ten (kad būtų galima pasiekti patogiu laiku, kai ji savo orbitoje yra arčiausiai Saulės) naudojant šiandienines varymo sistemas truktų 30 metų. Jei būtų naudojama tiesioginės sintezės pavara (DFD), kelionė galėtų trukti tik 10 metų. Tačiau ši technologija dar nebuvo naudojama kosminiams skrydžiams. Šiuo metu ji kuriama laboratorijose. Tačiau manoma, kad branduolių sintezės variklis ir saulės burės leis žmonėms nuskrieti didelius atstumus per trumpą (pagal žmonių standartus) laiką.
Tačiau vis tiek kalbame apie, tarkime, 76,19 AU atstumus (11,4 milijardo km – tai atstumas tarp Sednos ir Saulės perihelyje). Hipotetinės kelionės už Orto debesies užtruktų daug ilgiau, galbūt viršytų žmogaus gyvenimo trukmę. Be dar geresnio variklio ar mokslinės fantastikos žiemos miego tokia kelionė žmonėms būtų beprasmė.
Tęsinys kitame puslapyje:
Kodėl turėtume keliauti už Saulės sistemos ribų?
Laikas ir erdvė, prie kurių esame įpratę Žemėje, yra niekis, palyginti su Visatos beribe. Mes gyvename kelias dešimtis metų, daugiausiai 122, o jei apkeliautume pasaulį ties pusiauju, nukeliautume 40 075 km. Išorinis Orto debesies kraštas yra 7,5–30 trilijonų kilometrų atstumu nuo Saulės, ir tai yra tik mažiau nei pusiaukelė iki kitos artimiausios žvaigždės. Kentauro Proksima yra maždaug už 40,09 trilijono kilometrų nuo Saulės.
Pati Saulės sistema tėra mažytė dėmė kosminiame maste. Jei mūsų galaktika, Paukščių Takas, būtų didelio miesto dydžio, Saulės sistema būtų smėlio grūdelio dydžio. Mums ji milžiniška, bet galaktikų žemėlapyje ji tėra dėmė. Vien stebimoje Visatoje yra apie 2 trilijonus galaktikų, ir jos tolsta viena nuo kitos, Visatai plečiantis.
Vis dėlto pasigirsta balsų, kad turėtume apleisti Žemę ir net Saulės sistemą, kad užtikrintume žmonių rūšies išlikimą. Pavyzdžiui, Stephenas Hawkingas tai nurodė kaip būtiną kelią. Taip pat esame susipažinę su scenarijais iš mokslinės fantastikos filmų, tokių kaip „Tarp žvaigždžių“ (Interstellar, 2014). Žemei gali grėsti stichinės nelaimės, per didelis gyventojų skaičius, išteklių trūkumas, pandemijos, asteroidų smūgiai ar supernovos. Galiausiai gyvybė Žemėje natūraliai išnyks dėl didėjančio Saulės šviesumo ir planetos temperatūros. Pasaulio pabaigos pradžia ateis maždaug po 1–1,3 milijardo metų.
Savo ruožtu, po 5 milijardų metų Saulė taps raudonąja milžine ir prarys Merkurijų ir Venerą – dvi artimiausias planetas. Gali būti, kad brinkstanti žvaigždė prarys Žemę ir neabejotinai sudegins jos paviršių. Tokiomis sąlygomis jokia mums žinoma gyvybė neišgyvens. Po 7–8 milijardų metų Saulė taps baltąja nykštuke, lėtai vėstančia. Saulės sistema jau seniai taps netinkama gyventi. Jei žmonija nori išgyventi, jai teks daug greičiau bėgti į kitas planetas.
Rūšys atsiranda ir nyksta jau milijonus metų. Protingi žmonės yra tik vieni iš daugelio, nors iš visų žemiečių pasiekė daugiausia. Galbūt vieninteliai, gebantys apmąstyti savo egzistencijos, branduolio dalijimosi, simbolinio žinių perdavimo, dirbtinio intelekto kūrimo ir kosminių skrydžių prasmę. Intelektas, savisaugos instinktas ir „nuogos beždžionės su neuroze“ megalomanija verčia mus kovoti už savo rūšies išlikimą unikaliu būdu – paliekant gimtuosius namus ir migruojant į svetimas planetas. Nežinome jokio kito padaro, kuriam tai būtų pavyko. Nors panspermijos hipotezė daro prielaidą, kad gyvybė neatsirado Žemėje, o atkeliavo iš svetimų planetų (galbūt net iš tų, kurioms gresia išnykimas), nėra jokių įrodymų, patvirtinančių šį teiginį.
Ar žmonėms pavyks pabėgti iš Saulės sistemos?
Homo sapiens Žeme vaikšto maždaug 300 000 metų. Beveik neabejotina, kad po milijardo metų mūsų nebebus – bent jau ne tokiu pavidalu. Žmonijai gali grėsti išnykimas, evoliucija, modifikacija transhumanizmo ir genetinės inžinerijos būdu, integracija su dirbtiniu intelektu, biologinių kūnų atsisakymas ir virtualizacija arba kažkas kita, ko net negalime įsivaizduoti.
Tačiau įmanoma, kad iki to laiko, kai gyvybei Žemėje grės pavojus, mūsų palikuonys bus išgyvenę ir bus priversti bėgti. Bet ar apskritai yra tikimybė, kad žmonės kada nors paliks Saulės sistemą?
„Žinoma, kad taip yra, bet sunku pasakyti, kada tai įvyks. Ekspedicijoms į tolimąjį kosmosą reikalingas didžiulis technologinis šuolis. Mums reikėtų laivų su varikliais, galinčiais skrieti bent kelių procentų šviesos greičio greičiu. Didžiausią greitį iki šiol pasiekė „Parker Solar Probe“, kuris įsibėgėjo iki maždaug 635 000 km/val. (apie 176 km/s), ir ateityje jis turėtų dar labiau įsibėgėti. Greitis atrodo milžiniškas, nors atlikus skaičiavimus paaiškėja, kad jis tesiekia 0,059 % šviesos greičio.
Be naujos variklių sistemos, mums taip pat reikia laivų, gerai apsaugotų nuo kosminės spinduliuotės ir turinčių dirbtinę gravitaciją, nes žmogaus kūnui reikalinga gravitacija. Laivai taip pat turėtų būti daug didesni, todėl juos reikėtų statyti orbitoje, o ne Žemėje.
Tai reiškia, kad mums taip pat reikėtų orbitinių laivų statyklų ir aukšto lygio robotų automatizavimo. Taip pat kyla psichologinių klausimų – kaip suburti įgulą, kurios laukia labai ilga ir tikrai pavojinga kelionė, tiesiogine prasme į nežinomybę. Galbūt tai turėtų būti šeimos laivai ir netgi kartų laivai.
Bet, kita vertus, esu įsitikinusi, kad jei broliai Wrightai 1903 m., atlikdami savo pirmąjį lėktuvo skrydį, kuris truko vos kelias sekundes, būtų išgirdę, kad po 118 metų žmonija išvys pirmąjį skrydį virš Marso, jie tikriausiai būtų buvę šokiruoti. Tačiau turiu pridurti, kad esu robotų vykdomos kosminės ekspedicijos šalininkė. Kosminiai zondai yra gana nebrangūs, jiems nereikia deguonies ar maisto, o juos siųsdami nerizikuojame žmonių gyvybėmis“, – sako Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka.
Ir ateities žmonės, ir galingas dirbtinis intelektas, pasiekę technologinį singuliarumą, galės išrasti naujų būdų, kaip pabėgti iš Saulės sistemos ir keliauti tarp žvaigždžių. Prisiminkime, kad žmonės jodinėjo arkliais tūkstantmečius, kol staiga, per šimtmetį, atsirado automobiliai, viršgarsiniai lėktuvai ir kosminės raketos.
Jei technologinė pažanga ir toliau augs eksponentiškai, galiausiai gali atsirasti proveržio atradimų, kurie leis mums pralaužti erdvėlaikį, keliauti didžiuliais atstumais arba neįsivaizduojamais būdais manipuliuoti materija ir energija. Tikėtina, kad mūsų žinios apie kosmosą, fiziką ir save tėra maža dalis to, kas dar nežinoma. Ir galbūt galiausiai bus atskleistos mūsų Visatos (ar net multivisatos ) paslaptys... jei pirmiausia šių žvaigždžių kelionių svajonių nesugriaus virusas, maras, kosminė katastrofa ar mūsų pačių savidestruktyvūs polinkiai.
