האם בני האדם אי פעם לבנות חלליות?

"האם נחיה אי פעם בין הכוכבים?"

זאת השאלה הגדולה של רחל ארמסטרונג - ואחת היא נחושה בדעתה לענות. פרופסור לארכיטקטורה ניסיונית באוניברסיטת ניוקסל בבריטניה, ארמסטרונג כבר חושב על בנייה אפס עבור כל הקריירה שלה, במיוחד מאז שהצטרף איקרוס Interstellar, פרויקט בינלאומי שנועד לקדם ולקדם טיסה בין כוכבית במאה ה -21. "זה קשור ללכת מעבר לגבולות שלנו ולהיות יותר ממה שאנחנו עכשיו", היא אומרת. "שאלת הכוכבים היא באמת על הטבע של האנושות. וזה שונה מלשאול אם אנחנו פחית לבנות ספינת חלל ".

את יכולה או לא יכול להשתנות, אבל היה או לא היה תוצר של האנושות עצמה - החשיבה שלנו, סדר העדיפויות שלנו. ההקשר של שאלת הכוכבים הוא גידול האוכלוסייה, הידרדרות סביבתית, מחקר מדעי, והדחף לחקור. בהשוואה לכל זה, הגדרת נושא החקירה היא קלה: ספינת חלל, על פי ארמסטרונג, היא כלי שיט שיכול לשמש להובלת חיים אורגניים לעולמות שמעבר למערכת השמש שלנו. ישנם שני מאפיינים עיקריים המפרידים ספינת חלל מסוגים אחרים: היכולת לקיים חיים על פני זמן רב ויכולת לשאת את החיים האלה לירחים וכוכבי לכת אחרים.

החיים בחלל הם דבר שאנחנו יכולים לעשות. זה מה שה- ISS מציע. מה שה- ISS אינו יכול לעשות הוא לעבור במרחקים גלקטיים. הנעה היא, כאשר מדובר על ספינות החלל, את לשפשף. מדענים מעריכים כי על מנת להגיע למערכת כוכב אחרת בתוך 100 שנה, חללית צריכה להיות נסיעה של כ -10 אחוזים את מהירות האור. ללא כונן עיוות, הדברים הם מסובכים.

מכל הטכנולוגיות הקיימות או המוצעות, ארמסטרונג סבור שמפרשים סולאריים הם המציאותיים ביותר. מפרש סולארי בעצם משתמש בלחץ הקרינה הנפלט מכוכבים ככוח מתניע. לחץ הקרינה במקרה זה יידחף כנגד מראות גדולות ורזות במיוחד המחוברות לחלליות כמו מפרש, ומזיז אותו קדימה במהירות גבוהה. זהו סוג של הנעה (יחסית) במחיר סביר. למעשה, זה זול כל כך שזה הבסיס לפרויקט LightSail במימון האזרחי של החברה הפלנטרית, שהחזיק בטיסת מבחן ביוני 2015. אין צורך לשאת ולאחסן כל סוג של דלק על המשולב.

"אנחנו באמת יכולים להתחיל לבנות את זה", אומר ארמסטרונג.

אבל יש חסרונות. אם חלקים בלתי צפויים של אבק חלל ופסולת פגעו בחומר הדק של המפרש, כל הדבר עלול להיפגע ללא הפסקה בתוך שניות. ארמסטרונג אומר בדיקה רובוטית סריקה עבור זבל כזה יכול לעזור לספק כמה אזהרה מוקדמת, אבל המפרש עדיין צריך לבצע תמרונים מתחמקים. אם אין מערכות הנעה גיבוי onboard, אסטרונאוטים יהיה בחמלה מלאה של לחצים קרינה ורוחות השמש, אשר פחות צפוי.

ישנן טכנולוגיות הנעה רדיקליות אחרות, אשר כנראה היו הגיוניות יותר עבור סוגים גדולים יותר של ספינות חלל. כוח גרעיני הגיוני ביותר. אנחנו כבר יכולים לעשות ביקוע גרעיני (כך אנחנו כופים כורים גרעיניים כאן על כדור הארץ), אבל היתוך גרעיני יהיה הרבה יותר יעיל. סוגים רבים אחרים של טכנולוגיות מושגיות לבנות את הטכנולוגיה היתוך, כמו באמצעות לייזרים ואלומות אלקטרונים כדי להניע את הספינה קדימה. למרבה הצער, אנחנו לא נראה להיות קרוב יותר לעשות הפיוזון מציאות מאשר היינו לפני עשור.

המכשול הגדול השני לעיצוב הכוכבים הוא כושר. זה דבר אחד לשלוח אנשים לחלל ועוד אחד כדי לשמור אותם בחיים. ארמסטרונג טוען שזה יכול להיעשות, אבל רק עם אדמה.

"אם אנחנו הולכים לשרוד, נצטרך אדמה", היא אומרת. "כאן החומר האורגני הוא".

הקרקע נחוצה לצמחי הצמח, אשר יש צורך לייצר חמצן, פירות וירקות. סוגים שונים של צמחים יכול גם לספק טון של חומרים אורגניים שונים מועיל במגוון רחב של נסיבות. למרבה הצער, מחקר זה קשה להמשיך. אמנת החלל הבינלאומית משנת 1967 מגבילה ניסויים על מיקרואורגניזמים בסביבה קיצונית. בהנחה כי האמנה שונו, המדענים יצטרכו למצוא דרך להשתמש בתהליכים כימיים דינמיים כדי ליצור טרנספורמציה אזורית מאוד. זה דורש "קרקעות סופר".

"אנחנו יכולים לעצב בדים מורכבים חיים החיים מעבר לרעיון של מים ואוויר מעורב ביחסים מסוימים", אומר ארמסטרונג. "אם נציג אסטרטגית סוגים שונים של אורגניזמים ואולי אפילו בדים טכנולוגיים, אנו עלולים לגלות כי קרקעות יכול לעשות הרבה יותר ממה שהם עושים באופן טבעי."

ביולוגיה סינתטית יכולה אפילו לעזור לנו צמחים bioengineer שיכול לשחק תפקיד קריטי בסביבה של ספינת חלל. צמחים אלה יכולים להיות מיוצרים כדי לייצר חמצן בכמויות גדולות יותר, לחיות מחוץ למשאבים פחות, מערכות מסנן מימיים למחזר מי שתייה, לייצר פירות וירקות בשיעורים מהירים, וכו '

אבל בית גידול בר קיימא לא רק מתכוון לספק את המשאבים כדי לעזור לגדל את החיים. ארמסטרונג השקיע זמן רב בחקר "טכנולוגיות חיים" - שבהן חומרים מטבוליים פועלים כ"ממשק כימי או שפה שבאמצעותם מבנים מלאכותיים כגון, ארכיטקטורה, יכולים להתחבר למערכות טבעיות ". לחומרים אלו יש בעצם תכונות מטבוליות המאפשרות להם כדי להפוך למצבים שונים באמצעות תהליכי אנרגיה. ארמסטרונג מעוניין ביותר להבין כיצד חומרים מטבוליים יכולים להשתתף ביצירת נוף אקולוגי לצד חומרים מבניים קונבנציונליים יותר.

דוגמה אחת לכך היא "טיפות שמן פרוטוקל" אשר יכולות לנוע סביב סביבה ולעבור התנהגויות מורכבות על בסיס שינוי התנאים. זה עשוי להיות פחות ופחות רגיש לאור; להגיב על תנודות ורעידות; שינוי שינויי אוויר על ידי שפיכת סוגים שונים של פסולת מוצרים; או אפילו תיקון עצמי לאחר שנפגע. יכולת אחרונה זו יכולה להיות שימושית במיוחד ליצירת שכבת חללית, המסייעת למזער את הנזק שנגרם על ידי חפצים בלתי נראים אחרים הפוגעים בחלל, כמו סלעים קטנים או פיסות קרח.

מכשולים אלה לא סביר כי ניפגש העצמי של ארמסטרונג המוטל עצמית 2100 המועד האחרון. גם אם אילוצים טכנולוגיים לא היו בעיה, כוחות כלכליים ופוליטיים היו ללא ספק להאט את התהליך. עם זאת, ארמסטרונג מקווה כי עם עניין מוגבר לחזור לירח ולהביא בני אדם למאדים, נוכל בקרוב להקים תחנת מחקר המוקדש אך ורק כדי לשקול כיצד לבנות ספינת חלל.

"אנחנו די רציניים לגבי יצירת תרבות בין כוכבית", אומר ארמסטרונג.

"למרות שזה נשמע כמו מדע בדיוני, לחשוב על ספינות חלל מזמין אותנו לחשוב אסטרטגית על הדרך בה אנחנו הולכים לעשות דברים longterm, לדורות הבאים. אנחנו לא יודעים מה יקרה עכשיו, אבל אנחנו חייבים ללכת אל הלא נודע ".