Top 10 Probleme beim interstellaren Reisen

Die Sterne über uns sind eine Schönheit, um die sich Mythologien gebildet haben. Sie sind wirklich ein beeindruckender Anblick, und nachdem wir unsere Reichweite bis zum Mond ausgedehnt haben, ist der natürliche Fortschritt, dass wir vielleicht zu den Sternen reisen möchten. Solche Reisen sind ein grundlegender Bestandteil zahlloser Science-Fiction-Geschichten und -Filme, und viele mögen den Eindruck erwecken, interstellare Reisen seien eine leichte Aufgabe, vielleicht für den Witz des Menschen gleich um die Ecke. Leider gibt es einige gravierende Probleme, die zuerst angegangen werden müssen.

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Schneller als das Licht

Viele Geschichten enthalten verrückte Erklärungen darüber, wie schneller das Reisen als Licht möglich ist. In Wirklichkeit verhindert dies die Physik. Es gibt keine Cheats. Sogar die Nahlichtfahrt stößt auf alle möglichen interessanten relativistischen Probleme, die Masse und Energie betreffen. Unsere einzige Möglichkeit ist, Wurmlochportale zu verwenden. Ein solches Wurmloch müsste sorgfältig kontrolliert werden, was über unsere derzeitigen Möglichkeiten hinausgeht, und wir müssten es irgendwie schaffen, in der Nähe unseres gewünschten Ziels ein Doppelwurmloch zu schaffen, für das am anderen Ende möglicherweise jemand anderes erforderlich ist. Für den ersten interstellaren Flug ist es nicht möglich, eine andere Person vor Ort zu haben. Schlimmer noch, die physischen Auswirkungen einer Reise durch ein permanentes oder semi-permanentes Wurmloch würden die Materie verziehen und zerstören. Sie würden als Plasma an Ihrem Ziel ankommen.

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Teleportation

Bei der klassischen Teleportation muss eine Person ein Gerät aktivieren und verschwinden, um gleichzeitig am Zielort wieder zu erscheinen. Dies ist nicht ganz so einfach, wie es zuerst erscheint. Die Atome der teleportierten Person werden in der Teleportmaschine zerlegt, physisch an ihr Ziel gebracht und wieder zusammengefügt. Allein für den Wiederzusammenbau muss eine Maschine bereits vor Ort sein, da es physikalische Gesetze gibt, die es uns nicht erlauben, Materie auf so feinem Niveau über die großen Entfernungen zwischen den Sternen zu manipulieren. Die Teleportation konnte also nur zu bereits besuchten Orten erfolgen. Der Wiederaufbau ist derzeit nicht möglich, könnte aber möglich sein. Die Atome müssten immer noch zu einem anderen Stern reisen, der vielleicht schneller ist als das Reisen als Körper, würde aber immer noch Jahre dauern. Der Stern, der der Sonne am nächsten liegt, ist vier Lichtjahre entfernt, sodass alles, was gesendet wird, länger als vier Jahre dauert, um dorthin zu gelangen. Alternativ könnte die Wiederherstellungsmaschine über einen Speicher von Atomen verfügen, aus dem die Person zusammengesetzt werden kann. Dies ist jedoch im Wesentlichen eine Kopie und Zerstörung des Originals. Viele Menschen würden sich damit nicht wohl fühlen.

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Generation Schiffe

Wenn ein schnelleres Fahren als das Licht unmöglich oder unpraktisch ist, könnten wir Generationsschiffe betrachten. Obwohl unser nächster Stern nur vier Jahre braucht, um zu erreichen, würden schwere Gegenstände viel länger dauern. Die meisten Sterne würden hunderte von Jahren brauchen, um mindestens zu erreichen. Generationsschiffe sind darauf ausgelegt, dass eine Bevölkerung über Generationen hinweg lebt, bis viele Jahre später das Ziel von den Nachkommen erreicht wird. Es gibt mehrere Probleme mit einem Generationsschiff. Die Nachkommen könnten den ursprünglichen Zweck der Mission vergessen, da sie im Laufe der Jahre zur Legende wird. Ein ausgeklügeltes Computersystem kann Menschen, die auf dem Schiff geboren sind, dazu erziehen, dies zu vermeiden, aber es wird immer schwieriger, vorauszusagen, was im Laufe der Generationen passieren kann. Wenn es ein Problem mit dem Schiff gibt, wird eine Bevölkerung, die im Laufe der Jahrhunderte in die Wildheit eingestiegen ist, hilflos.

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Eierschiffe

Um in Generationsschiffen so viel Unsicherheit wie möglich zu beseitigen, könnten Eierschiffe eingesetzt werden. Diese würden gefrorene befruchtete menschliche Eier mit sich führen, die von sorgfältig entworfenen Maschinen als Mutterleib, Eltern und Erzieherinnen genährt würden. Die Eier würden zu Menschen heranwachsen, wenn der entfernte Stern oder der entfernte Planet erreicht ist, und die Computer würden ihnen alles beibringen, was sie über ihre Mission wissen mussten, wie sie überleben und was zu tun ist. Die Entwicklung pflegebedürftiger Maschinen, die die neuen Menschen nicht emotional behindern würden, liegt momentan weit über uns, aber in der Zukunft vielleicht nicht unmöglich. Wie das Generationsschiff hilft ein Ei-Schiff jedoch nicht der Person, die selbst zu den Sternen reisen möchte. Es ist für viele Menschen inakzeptabel, auf künstlich aufgezogene Menschen zu warten, um den Traum zu leben, lange nach Ihrem Tod die Sterne zu erreichen.

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Langlebigkeit

Eine Alternative zu einem Schiff der Generation besteht darin, Menschen genetisch so zu verbessern, dass sie Hunderte oder Tausende von Jahren leben können, damit sie die Reise zu ihren Lebzeiten unternehmen könnten, vorausgesetzt, die aktuellen Probleme des Lebens im Weltraum wurden gelöst. Langlebigkeit und Unsterblichkeit sind beide Gegenstand wissenschaftlicher Forschung, aber ihr größtes Hindernis sind Telomere. Telomere sind Abschnitte an den Enden Ihrer DNA, die bei jeder Zellteilung etwas kürzer geschnitten werden. Schließlich werden die Längen der Telomere weggefressen und Ihre Zellen beginnen, ihre eigene lebenswichtige DNA zu beschädigen, wenn sie sich teilen. Dies bedeutet, dass unsere eigene DNA die Anzahl der Zellteilungen begrenzt, die wir machen können. Zellen teilen sich, um alte oder beschädigte Zellen zu ersetzen, z. B. wenn Sie Ihre Haut auf etwas auftragen oder wenn Sie Ihre Bauchraumzellen aufgrund des hohen Säuregehalts im Magen ständig erneuern. Die Antwort scheint zu sein, Telomere lange zu halten, aber im Allgemeinen sind die einzigen adulten Zellen, die dies tun können, Krebs.

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Stase

Wenn Langlebigkeit und die Verwendung einer anderen Generation nicht möglich sind, verwenden viele Filme und Geschichten Menschen, die in suspendierten Animationen gehalten werden, um lange Reisen zu erklären. Die Menschen würden in einem solchen Zustand nicht altern können oder würden sehr langsam altern, und es wäre dem Winterschlaf sehr ähnlich. Leider stellen Telomere wieder ein Problem dar. Unser Körper enthält immer eine kleine Anzahl von radioaktiven Elementen. Diese strahlen winzige Mengen an Strahlung aus, die harmlos sind, weil unsere Zellen beschädigte Zellen ständig ersetzen.Wenn eine Person in Stasis nicht altert, können ihre Telomere nicht verkürzt werden, und ihre Zellen können sich daher nicht teilen. Daraus folgt, dass radioaktive Elemente den Körper dauerhaft schädigen und bei ausreichender Zeit zum Tod führen können. Selbst langsame Alterung würde über längere Zeit nicht mit radioaktiven Schäden Schritt halten. Wir brauchen unsere Zellen, um sich normal zu teilen.

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Antrieb

Selbst wenn die menschlichen Probleme, zu anderen Sternen zu reisen, gelöst wurden, bleibt das Thema Antrieb. Ein herkömmliches System beinhaltet das Verbrennen von Brennstoff oder Reaktionsmasse, aber um einen anderen Stern zu erreichen, wären unpraktisch riesige Mengen erforderlich. Eine Lösung besteht darin, unterwegs Treibstoff aufzunehmen. Im Raum zwischen den Sternen gibt es keine günstigen Asteroiden und Planeten, auf denen man landen und nach Treibstoff abbauen kann. Zum Glück ist der Weltraum kein Vakuum, und es gibt winzige Atome, die weit auseinanderliegen, meistens Wasserstoff. Diese Atome könnten sich mit einer schnellen Geschwindigkeit sammeln und in einer effizienten Reaktion wie etwa der Fusion als Brennstoff verwenden (vorausgesetzt, wir erreichen irgendwann eine Fusion). Um sie einzusammeln, ist ein großer Löffel erforderlich, und konservative Berechnungen sehen eine Fläche von mindestens 2000 Quadratkilometern vor, die das Schiff durch den Luftwiderstand lähmen und die Geschwindigkeit auf langsamer als das Space Shuttle beschränken würde. Dieses System ist auch für schrecklich ineffizient und nicht rentabel, wenn man bedenkt, dass sich unsere Sonne in einem kargen Bereich des Weltraums befindet und eine schlechte Brennstoffquelle darstellt.

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Beschädigung

Unsere nächsten Sterne sind Alpha Centauri, vier Lichtjahre entfernt. Bei einer normalen Fahrzeuggeschwindigkeit von 60 km / h würde dies 72 Millionen Jahre dauern. Selbst wenn alle oben genannten Argumente überwunden werden, ist ein derartiger Zeitrahmen aufgrund natürlicher Abnutzung und des Verfalls nicht möglich, ganz zu schweigen von der Wahrscheinlichkeit nahezu null, nach so langer Zeit überhaupt zu kommen. Geschwindigkeit ist gefragt, auch wenn sie durch die Lichtgeschwindigkeit begrenzt ist. Aufgrund der winzigen Atome, die im Weltraum verstreut sind, wird jedes Schiff, das sich mit Geschwindigkeit bewegt, mit einer solchen Kraft beeinflusst, dass es selbst den stärksten Stahl durchreißt. Winzige kleine Löcher, die direkt durch ein Schiff gehen, sind kaum eine gute Sache. Es gibt zwei Möglichkeiten: Menschen oder Maschinen reparieren ständig den Schaden, was unpraktisch große Mengen an Reparaturmaterial mit sich bringen würde, oder das Schiff besteht aus elastischem Material, das sich selbst heilt. Die gute Nachricht ist, dass die NASA solche Materialien erforscht hat. Die schlechte Nachricht ist, dass sie sie nicht für machbar halten.

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Schwere

Die Struktur unseres Körpers hängt tatsächlich von der Schwerkraft ab. Wenn Menschen nicht in der normalen Erdanziehung leben, beginnen unsere Körper zu leiden. Nach einigen Wochen oder Monaten werden unsere Knochen brüchig und unsere Muskeln ermüden mit langanhaltenderen Langzeiteffekten. Diese können mit verschiedenen Übungen und Diäten etwas bekämpft werden, aber nach Jahren oder Jahrzehnten im Weltraum wird der menschliche Körper dauerhaft geschädigt. Selbst bei relativ kurzen Flügen verschlechtert sich das Sehvermögen so stark, dass die NASA es für eine wichtige Grenze hält, die überwunden werden muss, bevor bemannte Missionen zum Mars durchgeführt werden. Anstatt in Schwerelosigkeit zu leben, kann die Beschleunigung aus der Schwerkraft durch schnelles Drehen des Raumschiffes induziert werden. Leider erfordert dies enorme Mengen an Energie und Kraftstoff und verursacht kurzfristig Übelkeit. Die Langzeiteffekte wurden nicht untersucht, gelten jedoch als schlecht.

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Nahrung, Luft und Wasser

Jeder Mensch, der lange Zeit auf einem Schiff lebt, braucht Lebenshilfe. Sie müssen essen, trinken, atmen, urinieren, ausscheiden, waschen und schlafen. Viele davon wurden bereits in Raumflügen angesprochen. Auf längeren Reisen wird die Menge an Nahrung und Wasser jedoch zu groß, um sie aufzunehmen. Die wahrscheinlichste Lösung besteht darin, das Schiff zu einem in sich geschlossenen Ökosystem zu machen. Pflanzen könnten Luft produzieren, gefressen werden und menschliche Abfälle verbrauchen. Jedes Ökosystem ist etwas ineffizient, könnte sich aber dennoch lange genug halten, um das Ziel zu erreichen. Die Ausrüstung des Schiffes würde allmählich aus den verschiedenen Gasen, die recycelt werden, zerfallen, aber eine clevere Wartung oder neue Materialien könnten dies umgehen. Das effizienteste System würde eine einzelne Anlage umfassen. Algen wurden intensiv nach ihrem Potenzial erforscht, wobei die Spirspiralingae am genauesten betrachtet wurden. Es würde für Luft, Abfälle und Nahrung sorgen. Es ist an sich keine vollständige Nahrungsquelle und wird giftig, wenn es kontaminiert oder in großen Mengen verzehrt wird, aber die Gentechnik könnte dies in der Zukunft ändern.