211service.com
Interstellära resor inte möjliga före 2200AD, föreslår studie
Hur snart kunde mänskligheten starta ett uppdrag till stjärnorna? Det är frågan som idag diskuteras av Marc Millis, tidigare chef för NASA:s Breakthrough Propulsion Physics Project och grundare av Tau Zero Foundation som stöder vetenskapen om interstellära resor.
Detta är en fråga av ökande betydelse med tanke på den hastighet med vilken astronomer hittar nya planeter runt andra stjärnor. Många tror att det bara är en tidsfråga innan vi hittar en jordanalog. Och när vi hittar en plats med potential att vara värd för livet som vårt, kommer det sannolikt att bli en betydande debatt om möjligheten till ett besök.
Det stora problemet är förstås avståndet. Tidigare har forskare studerat olika faktorer som begränsar vår förmåga att passera de nödvändiga ljusåren. En är hastigheten som krävs för att resa så långt, en annan är kostnaden för en sådan resa.
Genom att titta på i vilken takt vår topphastighet och finansiella inflytande ökar, och sedan extrapolera in i framtiden, är det möjligt att förutsäga när sådana uppdrag kan vara möjliga. Det deprimerande svaret i varje studie hittills är att interstellära resor är flera hundra år bort.
Idag tar Millis ett annat tillvägagångssätt. Han tittar på energibudgeten för interstellära uppdrag. Genom att titta på i vilken takt mänskligheten ökar den energi den har tillgänglig och extrapolerar in i framtiden, kan Millis uppskatta när vi kommer att ha tillräckligt för att komma till stjärnorna.
För att göra sin extrapolering tittade Millis på mängden energi som USA har använt för att starta skytteln under de senaste trettio åren eller så, som en bråkdel av den totala energin som är tillgänglig för landet. Han antar att en liknande fraktion kommer att vara tillgänglig för interstellär flygning i framtiden. Han räknar sedan ut hur mycket energi två olika typer av uppdrag kommer att förbruka.
Det första uppdraget är en mänsklig koloni med 500 människor på en enkelresa in i tomrummet. Han antar att ett sådant uppdrag kräver 50 ton per person och att varje person kommer att använda cirka 1000W, lika med den genomsnittliga mängd som användes av människor i USA 2007.
Av detta uppskattar han att fartyget skulle behöva cirka 10^18 Joule för raketframdrivning. Det kan jämföras med en skyttelstartenergi på cirka 10^13 Joule
Det andra uppdraget är en obemannad sond designad för att nå Alpha Centauri, drygt 4 ljusår bort, om 71 år. Ett sådant skepp skulle vara ungefär tre storleksordningar mindre massivt än ett kolonifartyg, så det är lätt att föreställa sig att det skulle kräva mindre energi.
Men Millis sätter en annan begränsning på detta uppdrag. Inte bara måste den accelerera mot sin destination, den måste bromsa in när den kommer dit (även om varför detta inte är ett krav för ett kolonifartyg är inte klart).
Det förändrar siffrorna markant. Millis uppskattar att sonden skulle kräva cirka 10^19 Joule.
Det sista steget i är att bestämma när mänskligheten kommer att ha den här typen av energi tillgänglig för dessa typer av uppdrag. Genom extrapolering beräknar Millis att den energi som krävs inte kommer att vara tillgänglig förrän åtminstone år 2196. Denna studie fann att det första interstellära uppdraget inte verkar vara möjligt på ytterligare två århundraden, säger han.
Det är nödvändigtvis en grov beräkning men ändå en nykter. Det antyder att även om vi snart kommer att kunna se med förundran på andra jordar, kommer det inte att vara möjligt att besöka dem under livet för någon som lever idag.
Med andra ord, under överskådlig framtid är vi fångade.
Ref: arxiv.org/abs/1101.1066 : Energi, oupphörlig föråldrad och de första interstellära uppdragen