נראה כי בכל יום נמצא Exoplanet חדש (או, במקרה של יום שלישי, גילו מדענים שלושה Exoplanets פוטנציאליים למגורים המקיפים כוכב אחד). אבל יש המון מכשולים שנצטרך לפנות לפני שתהיה לנו אי פעם אפשרות לבקר בהם: מינון הקרינה העצום שייקלט על ידי אסטרונאוטים שיהיו, הנזק הפוטנציאלי שנגרם על ידי אבק וגז בין כוכבים למלאכה. לנוע במהירויות גבוהות במיוחד, והעובדה לנסוע אפילו לאקסופלאנט הקרוב למקום הקרוב הייתה לוקח כמעט 12 שנים בחללית הנוסעת במהירות האור.
הבעיה הגדולה ביותר, אם כי, עשויה להיות כמות האנרגיה העצומה שתדרוש מלאכה כזו. איך מתדלקים חללית לנסיעה רחוקה פי 750, 000 מהמרחק בין כדור הארץ לשמש?
להלן סקירה של הדרכים האפשריות להנעה על חלליות על בסיס הטכנולוגיה הנוכחית שלנו לבדיקת חלל וגישות עתידיות אפשריות.
רקטות קונבנציונאליות, ששורפות דלק כימי נוזלי או מוצק, שימשו כמעט לכל משימות החלל עד כה. (תמונה דרך נאס"א) טילים קונבנציונליים: אלה יוצרים דחף על ידי שריפת דלק כימי המאוחסן בפנים, או דלק מוצק או נוזלי. האנרגיה המשתחררת כתוצאה מבעירה זו מרימה מלאכה משדה הכבידה של כדור הארץ ולחלל.
יתרונות: טכנולוגיית הרקטות מבוססת ומובנת היטב, מכיוון שהיא מתוארכת לסין העתיקה ומשמשת כבר מראשית עידן החלל. מבחינת המרחק, ההישג הגדול ביותר שלו עד כה הוא נשיאת בדיקת החלל Voyager 1 לקצה החיצוני של מערכת השמש, בערך 18.5 מיליארד מיילים מכדור הארץ.
חסרונות: צפוי כי הוויאג'ר 1 ייגמר דלק סביב שנת 2040, אינדיקציה עד כמה מוגבלת בטווח הרקטות והדחפורים המקובלים יכולים לשאת חללית. יתרה מזאת, גם אם היינו יכולים להתאים כמות מספקת של דלק טילים לחללית כדי לשאת אותה עד לכוכב אחר, העובדה המדהימה היא שסביר להניח שאפילו אין לנו מספיק דלק בכוכב הלכת שלנו בכדי לעשות זאת. בריס קאסנטי, פרופסור במכון הפוליטכני רנססלייר, אמר לווידר שיידרש כמות אנרגיה שעולה על התפוקה הנוכחית של העולם כולו כדי לשלוח כלי שיט לכוכב הקרוב ביותר באמצעות רקטה קונבנציונלית.
מנוע היונים שהזין את החללית Deep Space 1 של נאס"א. (תמונה דרך נאס"א) מנועי יונים : אלה פועלים מעט כמו טילים קונבנציונליים, למעט במקום לגרש את תוצרי הבעירה הכימית כדי ליצור דחף, הם יורים זרמים של אטומים טעונים חשמלית (יונים). הטכנולוגיה הוצגה לראשונה בהצלחה במשימת Deep Space 1 של נאס"א משנת 1998, בה טיל טיל מקרוב על פני אסטרואיד וגם שביט לאיסוף נתונים, ומאז שימש להנעה של כמה חלליות אחרות, כולל משימה מתמשכת לבקר בגמד. כוכב הלכת סרס.
יתרונות: מנועים אלה מייצרים הרבה פחות דחף ומהירות ראשונית מאשר רקטה קונבנציונלית - כך שלא ניתן להשתמש בהם כדי לברוח מהאטמוספרה של כדור הארץ - אך ברגע שהם נשאים לחלל על ידי רקטות קונבנציונליות, הם יכולים לרוץ ברציפות לאורך תקופות ארוכות הרבה יותר (מכיוון שהם משתמשים דלק צפוף יותר ביעילות רבה יותר), ומאפשר למלאכה לבנות בהדרגה את המהירות ולעבור את מהירותה של אחת המונעת על ידי רקטה קונבנציונלית.
חסרונות: אם כי מהיר ויעיל יותר מאשר רקטות קונבנציונאליות, השימוש בכונן יונים כדי לנסוע אפילו אל הכוכב הקרוב עדיין היה לוקח זמן רב להפליא - לפחות 19, 000 שנה, לפי הערכות, מה שאומר איפשהו בסדר גודל של 600 עד 2700 דורות של בני אדם היו נחוצים כדי לראות את זה. יש שהציעו שמנועי יון יוכלו לתדלק טיול למאדים, אך המרחב הבין-כוכבי נמצא ככל הנראה מחוץ לתחום האפשרות.
עיבוד לספינת הכוכבים דאדלוס, שהוצע בשנות השבעים, והיה יכול להשתמש בתגובות היתוך גרעיני כמניע. (תמונה דרך ניק סטיבנס) רקטות גרעין: חובבי חקר החלל רבים דגלו בשימוש ברקטות גרעיניות המונעות בתגובה לכיסוי מרחקים עצומים של חלל בין-כוכבי, המתוארכים לפרויקט דדלוס, פרויקט בריטי תיאורטי שביקש לתכנן בדיקה בלתי מאוישת שתגיע לכוכב ברנרד, 5.9 אור- מרחק שנים. תיאוריות גרעיניות היו תיאורטיות מונעות על ידי סדרה של פיצוצים גרעיניים מבוקרים, אולי באמצעות דוטריום טהור או טריטיום כדלק.
יתרונות: חישובים הראו כי מלאכה המונעת בדרך זו יכולה להגיע למהירויות במהירות רבה יותר מ- 9000 מיילים בשנייה, ומתורגמת לזמן נסיעה של בערך 130 שנה לאלפא סנטוראי, הכוכב הקרוב ביותר לשמש - ארוך מחיי אדם, אך אולי בתוך התחום של משימה רב דתית. זה לא המילניום פלק שעושה את קסל רץ בפחות מ 12 פרסקיות, אבל זה משהו.
חסרונות: ראשית, רקטות המופעלות על גרעין הן כרגע היפותטיות לחלוטין. בטווח הקצר הם כנראה יישארו ככה, מכיוון שפיצוץ של כל מכשיר גרעיני (בין אם נועד לנשק או לא) בחלל החיצון, יפר את אמנת האיסור על בדיקת גרעין חלקית המאפשרת פיצוצים כאלה במקום אחד בדיוק : תת קרקעי. גם אם הדבר מותר כחוק, ישנם חששות בטיחותיים עצומים לגבי שיגור מכשיר גרעיני לחלל על גבי רקטה קונבנציונאלית: שגיאה בלתי צפויה עלולה לגרום לחומר רדיואקטיבי לרדת גשם ברחבי כדור הארץ.
ה- Sunjammer, הכולל את המפרש הסולארי הגדול ביותר שנבנה אי פעם, צפוי להשיק בסתיו 2014. (צילום דרך L'Garde / NASA) מפרש סולרי: בהשוואה לכל שאר הטכנולוגיות ברשימה זו, אלה פועלות על עיקרון שונה למדי: במקום להניע כלי שיט על ידי שריפת דלק או ליצור סוגים אחרים של בעירה, מפרשי שמש מושכים רכב על ידי רתימת האנרגיה של החלקיקים הטעונים. נפלט מהשמש כחלק מרוח השמש. ההפגנה המוצלחת הראשונה של טכנולוגיה כזו הייתה חללית IKAROS של יפן, שהושקה בשנת 2010, שנסעה לכיוון ונוס וכעת היא נוסעת לכיוון השמש, וסאנג'אמר של נאס"א, גדול פי שבע, עומד לצאת לדרך בשנת 2014.
יתרונות: מכיוון שהם לא צריכים לשאת כמות מוגדרת של דלק - במקום להשתמש בכוח של השמש, ממש כמו שסירת מפרש רותמת את האנרגיה של הרוח - חללית סיוע במפרש סולארי יכולה לשייט בצורה פחות או יותר ללא הגבלת זמן.
חסרונות: אלה נוסעים הרבה יותר לאט מאשר מלאכות המונעות על ידי טילים. אך חשוב יותר למשימות בין-כוכביות - הם דורשים מהאנרגיה המופלטת מהשמש או מכוכב אחר לנסוע בכלל, מה שמאפשר להם לעבור את החללים העצומים שבין טווח ההגעה של הרוח השמש של השמש שלנו לזו של מערכת כוכבים אחרת. אפשר לשלב מפרש סולרי במלאכה עם אמצעים אחרים להניע את עצמו, אך לא ניתן לסמוך עליהם לבד למסע בין כוכבים.
תפיסת אמן של עיצוב רקטות אנטי-חומר תיאורטי. (תמונה דרך נאס"א) רקטות אנטי-חומר : טכנולוגיה זו המוצעת תשתמש במוצרי תגובה של השמדת חומר-אנטי-חומר (או קרני גמא או חלקיקים תת-אטומיים טעונים מאוד הנקראים פיונים) כדי להניע כלי שיט בחלל.
יתרונות: שימוש בחומר אנטי להפעלת רקטה יהיה תיאורטי הדלק היעיל ביותר האפשרי, מכיוון שכמעט כל מסת החומר והאנטי-חומר הומרו לאנרגיה כאשר הם משמידים זה את זה. בתיאוריה, אם היינו מסוגלים לפרט את הפרטים ולייצר מספיק אנטי-חומר, היינו יכולים לבנות חללית שנוסעת במהירות כמעט כמו זו של האור - המהירות הגבוהה ביותר האפשרית לכל חפץ.
חסרונות: אין לנו עדיין דרך לייצר מספיק אנטי-חומר למסע חלל - ההערכות הן כי טיול מאדים של חודש למאדים ידרוש כ -10 גרם אנטי-חומר. עד היום הצלחנו ליצור מספר קטן של אטומים של אנטי-חומר, וכך צרכנו כמות גדולה של דלק, מה שהפך את הרעיון של רקטה למניעת חומר גם יקר מאין כמוהו. אחסון אנטי-חומר זה הנושא הנוסף: תוכניות המוצעות כוללות שימוש בכדורים קפואים של אנטי-מימן, אך גם אלה הם רחוק.
עיבוד של רמג'ט, שיאסוף מימן מהחלל כשנוסע לשימוש כדלק. (תמונה דרך נאס"א) טכנולוגיות ספקולטיביות נוספות: המדענים הציעו כל מיני טכנולוגיות רדיקליות שאינן מבוססות טילים לנסיעה בין-כוכבית. אלה כוללים כלי שיט שיקצור מימן מהחלל בזמן שהוא יעבור לשימוש בתגובת היתוך גרעינית, קרני אור או שדות מגנטיים שנורים ממערכת השמש שלנו בחללית מרוחקת שתהיה רתום על ידי מפרש, ושימוש בשחור חורים או חורי תולעים תיאורטיים כדי לנסוע מהר יותר ממהירות האור ולאפשר מסע בין-כוכבי במהלך חייו של אדם יחיד.
כל אלה רחוקים מאוד מהביצוע. אבל, אם בכלל נצליח להגיע למערכת כוכבים אחרת (אם, אם להיות בטוחים) גדולה, בהתחשב בבעיות עם רוב הטכנולוגיות הקיימות והעתידיים הקרובים, היא עשויה להיות אחת מהשמיים. רעיונות שמובילים אותנו לשם - ואולי מאפשרים לנו לבקר באקס-פלנט למגורים.
