السفر بين النجوم

المونتاج من المفاهيم صاروخ الانصهار مدعوم من 1987-2004، والتي يمكن أن تشكل أساسا لمركبة السفر بين النجوم. تشمل are:
VISTA (Lawrence Livermore National Laboratories,1987),
المستكشف الثاني (NASA / جى آر سى 2002),
الإنسان استكشاف الكوكب الخارجي (NASA / MSFC 2003),
ICAN-II (The جامعة ولاية بنسلفانيا)

السفر بين النجوم إلى الفضاء على متن مركبات مأهولة أو غير مأهولة هو سفر بين نجوم. مفهوم السفر بين النجوم عن طريق المركبات الفضائية هي العنصر الرئيسي في الخيال العلمي. السفر بين النجوم هو أكثر صعوبة بكثير من الناحية المفاهيمية من السفر بين الكواكب. المسافة بين الكواكب في نظامنا الشمسي يقاس عادة ب AU ، في حين بين النجوم تكون بمئات الآلاف من AU وكثيرا ما يعرب عنه بالسنة الضوئية. السفر بين المجرات، أو السفر بين المجرات المختلفة، سيكون أكثر صعوبة.

وقد نوقشت مجموعة متنوعة من المفاهيم في الأدب ، منذ زمن الرواد الأوائل للملاحة الفضائية، مثل قسطنطين تسيكلوفسكى، روبرت إزناولت-بالتيرى و روبرت غودارد هتشينجز. دفع المركبة الفضائية يعمل بالطاقة الكهربائية مدعوم بالطاقة المحمولة المصدر ، ونقول مفاعل نووي ، وتنتج فقط تسارع منخفض ،الذى سيستغرق قرونا ليصل إلى أدنى إقتراب للنجوم، وبالتالي تكون غير صالحة للطيران بين النجوم ضمن مدى الحياة البشرية ؛ محركات الدفع الحراري مثل نيرفا تنتج قوة دفع كافية، ولكن يمكنها فقط تحقيق دفع العادم منخفض السرعة نسبيا ، ولذلك فإن التسريع إلى السرعة المطلوبة يتطلب وجود كمية هائلة من الوقود .[1] صاروخ شظايا-الانشطار و استخدام الانشطار النووي لتطوير الطائرات عالية السرعة من شظايا الانشطار، والتي يتم طردها بسرعات تصل إلى 12،000 كم / ثانية. المركبات بين النجوم باستخدام دفع المركبة الفضائية يعمل بالطاقة الكهربائية ، مثل الصاروخ الأيونى أو الصاروخ البلازمى، ويمكن أيضا أن تعمل بالطاقة عن طريق ليزر يطلق من امدادات طاقة ثابتة .[2] يعطى ما يكفي من الوقت للسفر والأعمال الهندسية، على حد سواء مركبة بدون طيار أو سفينة في وضع السبات لايتطلب السفر بين النجوم أية إختراقات فيزيائية لتحقيقه، ولكن الحاجة لتحديات تكنولوجية واقتصادية كبيرة ينبغى تلبيتها. ناسا ، إيسا ووكالات الفضاء الأخرى .ولقد تم الشروع في البحث في هذه المواضيع لعدة عقود، ولديها تراكمات لعدد من المناهج النظرية.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

صعوبات السفر بين النجوم

التحدي الرئيسي الذي يواجه السفر بين النجوم هي المسافات الهائلة بين النجوم. هذا يعني أنه يتطلب سرعة كبيرة ووقت سفر طويل. الوقت اللازم من قبل طرق الدفع على أساس المبادئ الفيزيائية المعروفة حاليا سيتطلب السنوات أو آلاف السنين. وبالتالي سفينة السفر بين النجوم ستواجه العديد من أخطار أمثال سفر بين الكواكب ، بما في ذلك الفراغ , إشعاع مؤين، الوزن و النيازك . وحتى الحد الأدنى أوقات السفر لعدة سنوات إلى أقرب النجوم هي خارج الفضاء هى خالرج إمكانات الرحلات المأهولة الحالية تجربة تصميم البعثة.الحدود الأساسية لرحلات الزمكان تمثل تحديا آخر.[3] من الناحية الاقتصاديةفإن البعثات بين النجوم تتطلب عدة عقود قبل أن نجنى نواتج إستثماراتها، على الرغم من أن التقنيات اللازمة لتحقيق مثل هذه سيكون لها فوائد فورية.


الطاقة اللازمة

ومن العوامل المهمة التي تسهم في صعوبة الأمر هي الطاقة التي يجب أن يتم توفيرها والحصول على الوقت الذي يستغرقه السفر معقول. الجد الأدنى المطلوب للطاقة هو الطاقة الحركية K = ½ mv2 حيث m هي كتلة النهائي. إذا تباطؤ عند وصوله هو المطلوب، ولا يمكن أن يتحقق بأي وسيلة أخرى من محركات السفينة، ثم إن الطاقة المطلوبة على الأقل تتضاعف، لأن الطاقة اللازمة لوقف السفينة تساوي الطاقة اللازمة للوصول بها إلى سرعة السفر. سرعة لرحلة مأهولة جولة بضعة عقود من الزمن حتى لأقرب نجم هو عدة آلاف المرات أكبر من تلك المركبات الفضائية الحالية. وهذا يعني أنه نظرا ل v2 المصطلح في صيغة الطاقة الحركية، ملايين المرات قدر الطاقة هو مطلوب. يتطلب تسريع طن واحد إلى واحد من العاشر من سرعة الضوء لا يقل عن 450 PJ أو 4.5 ×1017 J أو 125 billion kWh, دون العوملة في كفاءة آلية الدفع. لديه هذه الطاقة إما أن يكون حمل على طول،[بحاجة لمصدر] أو المتوقع لمسافات هائلة. متطلبات الطاقة جعلت السفر بين النجوم صعبا للغاية. وقد أفيد أنه في مؤتمر الدفع المشتركة عام 2008 ، رأى خبراء متعددون أنه كان واردا ان البشر سيبحثون أكثر من أي وقت مضى عن كواكب خارج النظام الشمسي.[4] وذكر برايس N. Cassenti، وهو أستاذ مشارك مع قسم الهندسة والعلوم في معهد البوليتكنيك رينسيلار، أن ما لا يقل عن الانتاج الكلي للطاقة في العالم بأسره [في سنة معينة] ستكون هناك حاجة لإرسال مسبار إلى أقرب نجم.[4]


وسط ما بين النجوم

وثمة مسألة رئيسية مع القيادة بسرعات عالية للغاية هو أن الغبار بين النجوم والغاز قد تسبب ضررا كبيرا لهذه المركبة ، نظرا للسرعات النسبية العالية والطاقات الحركية الكبيرة الحادثة. وقد اقترحت أساليب مختلفة للتدريع للتخفيف من هذه المشكلة.[بحاجة لمصدر] الأجسام الكبيرة (مثل حبيبات الغبار الكبيرة) هي أقل شيوعا بكثير، ولكن سيكون أثرها أكثر تدميرا من ذلك بكثير. وقد نوقشت مخاطر تأثير هذه الأجسام، وطرق التخفيف من هذه المخاطر، في الأدب، ولكن لا يزال الكثير من المواضيع مجهولا.[بحاجة لمصدر]

وقت السفر

وقد قيل أن مهمة السفر بين النجوم التي لا يمكن أن تكتمل في غضون 50 عاما لا ينبغي أن تبدأ على الإطلاق. بدلا من ذلك ، على افتراض أن حضارة ما مازالت على منحنى متزايد من دفع سرعة النظام، وليس حتى الآن بعد أن وصلت الى حد، ينبغي أن تستثمر الموارد في تصميم نظام دفع أفضل. وذلك لأن المركبات الفضائية بطيئة ربما يتم تمريرها من قبل بعثة أخرى أرسلت في وقت لاحق مع دفع أكثر تقدما (فرضية قديمة إنتهت) .[5] من ناحية أخرى، أظهرت أندرو كينيدي أنه إذا كان أحد يحسب الوقت رحلة إلى وجهة معينة حيث إن معدل سرعة السفر المستمدة من النمو, حتى زيادات (النمو حتى الأس) ، هناك حد أدنى واضح في الوقت الإجمالي لتلك الوجهة من الآن (انظرwait calculation).[6] سيتم تجاوزها الرحلات القيام بها قبل الحد الأدنى من قبل أولئك الذين يغادرون في الحد الأدنى، في حين أن أولئك الذين يغادرون بعد الحد الأدنى لن يتفوقوا على الذين غادروا في الحد الأدنى.

وسيطة واحدة ضد موقف تأخير بداية حتى وصلت بسرعة دفع سرعة النظام هو أن مختلف المشاكل غير الفنية الأخرى التي هي محددة لسفر لمسافات طويلة في سرعة أعلى بكثير (مثل تأثير الجسيمات بين النجوم، وتقصير كبير ممكن من متوسط ​​حياة الإنسان تمتد خلال إقامة مساحة موسعة، الخ.) قد تبقى العقبات التي تستغرق وقتا أطول بكثير للحل من مسألة الدفع وحدها، على افتراض أنها يمكن أن تحل في نهاية المطاف حتى على الإطلاق. وبالتالي، يمكن أن تكون القضية جعلت لبدء المهمة دون تأخير، استنادا إلى تحقيق مفهوم المهمة بين النجوم والتفاني لكنه بطيء نسبيا باستخدام التكنولوجية الحالية للدولة من بين الفن وبتكلفة منخفضة نسبيا، بدلا من المصرفي على أن تكون قادرة من أجل حل جميع المشاكل المرتبطة مع بعثة أسرع دون وجود إطار زمني موثوق به لتحقيقها من هذا القبيل.

السفر بين المجرات ينطوي على مسافات حوالي مليون ضعف أكبر من المسافات بين النجوم، مما يجعلها جذريا أكثر صعوبة من السفر حتى بين النجوم.

Interstellar distances

Astronomical distances are often measured in the time it would take a beam of light to travel between two points (see light-year). Light in a vacuum travels approximately 300,000 kilometers per second or 186,000 miles per second.

The distance from Earth to the Moon is 1.3 light-seconds. With current spacecraft propulsion technologies, a craft can cover the distance from the Earth to the Moon in around eight hours (New Horizons). That means light travels approximately thirty thousand times faster than current spacecraft propulsion technologies. The distance from Earth to other planets in the Solar System ranges from three light-minutes to about four light-hours. Depending on the planet and its alignment to Earth, for a typical unmanned spacecraft these trips will take from a few months to a little over a decade.[بحاجة لمصدر]

Manned missions

The mass of any craft capable of carrying humans would inevitably be substantially larger than that necessary for an unmanned interstellar probe. For instance, the first space probe, Sputnik 1, had a payload of 83.6 kg, while spacecraft to carry a living passenger (Laika the dog), Sputnik 2, had a payload six times that at 508.3 kg. This underestimates the difference in the case of interstellar missions, given the vastly greater travel times involved and the resulting necessity of a closed-cycle life support system. As technology continues to advance, combined with the aggregate risks and support requirements of manned interstellar travel, the first interstellar missions are unlikely to carry earthly life forms.

Proposed methods of interstellar travel

If a spaceship could average 10 percent of light speed (and decelerate at the destination, for manned missions), this would be enough to reach Proxima Centauri in forty years. Several propulsion concepts are proposed that might be eventually developed to accomplish this, but none of them are ready for near-term (few decades) development at acceptable cost.[بحاجة لمصدر]

Nuclear rocket concepts

All rocket concepts are limited by the rocket equation, which sets the characteristic velocity available as a function of exhaust velocity and mass ratio, the ratio of initial (M0, including fuel) to final (M1, fuel depleted) mass.

Very high specific power, the ratio of jet-power to total vehicle mass, is required to reach interstellar targets within sub-century time-frames.[7] Some heat transfer is inevitable and a tremendous heating load must be adequately handled.



Fusion rockets

Antimatter rockets

Magnetic monopole rockets

Non-rocket concepts

Interstellar ramjets

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Beamed propulsion

Island hopping through interstellar space

Light speed travel

Interstellar travel by transmission

المقالة الرئيسية: Teleportation


Faster-than-light travel: warped spacetime and wormholes

Artist's depiction of a hypothetical Wormhole Induction Propelled Spacecraft, based loosely on the 1994 "warp drive" paper of Miguel Alcubierre. Credit: NASA CD-98-76634 by Les Bossinas.


المقالة الرئيسية: Faster-than-light


Enzmann starship

المقالة الرئيسية: Enzmann starship



Generation ships

المقالة الرئيسية: Generation ship


Suspended animation

Extended human lifespan

Frozen embryos

المقالة الرئيسية: Embryo space colonization


انظر أيضاً

Notes

  1. ^ Project Daedalus — Origins
  2. ^ Geoffrey A. Landis. Interstellar ion probe, supplied with energy by the laser beam
  3. ^ Lance Williams, (2012). "Electromagnetic Control of Spacetime and Gravity: The Hard Problem of Interstellar Travel". Astronomical Review. Astronomical Review (2). {{cite journal}}: Unknown parameter |month= ignored (help)CS1 maint: extra punctuation (link)
  4. ^ أ ب O’Neill, Ian (Aug. 19, 2008). "Interstellar travel may remain in science fiction". Universe Today. {{cite web}}: Check date values in: |date= (help)
  5. ^ Yoji Kondo: Interstellar Travel and Multi-generation Spaceships, ISBN 1-896522-99-8 p. 31
  6. ^ Kennedy, Andrew (2006). "Interstellar Travel: The Wait Calculation and the Incentive Trap of Progress". Journal of the British Interplanetary Society (JBIS). 59 (7): 239–246. {{cite journal}}: Unknown parameter |month= ignored (help)
  7. ^ VISTA – A Vehicle for Interplanetary Space Transport Application Powered by Inertial Confinement Fusion; https://e-reports-ext.llnl.gov/pdf/318478.pdf

الهامش


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

وصلات خارجية

الكلمات الدالة:
تمّ الاسترجاع من "https://www.marefa.org/w/index.php?title=السفر_بين_النجوم&oldid=2097141"