มนุษย์จะสร้างยานอวกาศหรือไม่?

“ เราจะอยู่ท่ามกลางดวงดาวหรือเปล่า?”

นี่คือคำถามที่ยิ่งใหญ่ของ Rachel Armstrong - และเธอตั้งใจแน่วแน่ที่จะตอบ Armstrong เป็นศาสตราจารย์ด้านสถาปัตยกรรมทดลองที่ Newcastle University ในสหราชอาณาจักรกำลังคิดเกี่ยวกับการสร้างศูนย์สำหรับงานทั้งหมดของเธอโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเข้าร่วมกับ Icarus Interstellar โครงการระหว่างประเทศที่ออกแบบมาเพื่อส่งเสริมและอำนวยความสะดวกในการบินระหว่างดวงดาวในศตวรรษที่ 21 “ มันเกี่ยวข้องกับการก้าวข้ามขีด จำกัด ของเราและเป็นมากกว่าที่เราเป็นอยู่ในตอนนี้” เธอกล่าว “ คำถามเอ็นเตอร์ไพรส์นั้นเกี่ยวกับธรรมชาติของมนุษยชาติ และนั่นก็ต่างจากการถามว่าพวกเรา สามารถ สร้างยานอวกาศ"

ความสามารถหรือไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ แต่ความต้องการหรือไม่เป็นผลมาจากมนุษยชาติ - เหตุผลของเราลำดับความสำคัญของเรา บริบทของคำถามเอ็นเตอร์ไพรส์คือการเติบโตของประชากรการเสื่อมสภาพของสิ่งแวดล้อมการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และแรงกระตุ้นในการสำรวจ เมื่อเปรียบเทียบกับทุกสิ่งการกำหนดเรื่องการสอบสวนเป็นเรื่องง่าย: ยานอวกาศของอาร์มสตรองอ้างอิงจากสอาร์มสตรองว่าเป็นเรือที่สามารถใช้ในการขนส่งสิ่งมีชีวิตสู่โลกภายนอกระบบสุริยะของเรา มีลักษณะสำคัญสองประการที่แยกยานอวกาศออกจากยานอวกาศชนิดอื่นคือความสามารถในการดำรงชีวิตบนเครื่องบินเป็นระยะเวลานานและความสามารถในการดำรงชีวิตนั้นไปยังดวงจันทร์และดาวเคราะห์ดวงอื่น

ชีวิตในอวกาศเป็นสิ่งที่เราทำได้ นั่นคือสิ่งที่สถานีอวกาศนานาชาติให้บริการ สิ่งที่สถานีอวกาศนานาชาติไม่สามารถทำได้คือเคลื่อนไปตามระยะทางกาแลคซี แรงขับคือเมื่อมันมาถึงเอ็นเตอร์ไพรส์ถู นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าเพื่อที่จะไปยังระบบดาวอื่นได้ภายใน 100 ปียานอวกาศจะต้องเดินทางด้วยความเร็วประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ของแสง สิ่งที่หากินได้โดยไม่ต้องขับแปรปรวน

จากเทคโนโลยีในปัจจุบันหรือที่เสนอทั้งหมดอาร์มสตรองคิดว่าใบเรือพลังงานแสงอาทิตย์นั้นสมจริงที่สุด เรือสุริยะนั้นใช้แรงดันรังสีที่ปล่อยออกมาจากดาวเป็นแรงขับดัน ความดันการแผ่รังสีในกรณีนี้จะผลักกับกระจกบางเฉียบขนาดใหญ่ที่ติดอยู่กับยานอวกาศเหมือนใบเรือเคลื่อนไปข้างหน้าด้วยความเร็วสูงมาก นี่คือการขับเคลื่อนชนิดที่ราคาไม่แพง ในความเป็นจริงมันราคาถูกมากจนเป็นพื้นฐานสำหรับโครงการพลเมือง LightSail ของ The Planetary Society ซึ่งจัดขึ้นเที่ยวบินทดสอบในเดือนมิถุนายน 2558 ไม่จำเป็นต้องพกพาและเก็บไว้บนยานขับเคลื่อนใด ๆ

“ เราสามารถเริ่มสร้างสิ่งนั้นได้จริง ๆ ” อาร์มสตรองกล่าว

แต่มีข้อเสียคือ หากชิ้นส่วนของฝุ่นอวกาศและเศษขยะที่ไม่คาดคิดเกิดขึ้นกับวัสดุบางของใบเรือสิ่งทั้งหมดอาจเสียหายได้ในไม่กี่วินาที อาร์มสตรองกล่าวว่าการตรวจสอบหุ่นยนต์เพื่อตรวจหาขยะในพื้นที่นั้นสามารถช่วยเตือนภัยล่วงหน้าได้ แต่เรือก็ยังคงต้องดำเนินการหลบหลีก หากไม่มีระบบขับเคลื่อนสำรองบนยานอวกาศนักบินอวกาศจะต้องได้รับความกดดันจากรังสีและลมสุริยะอย่างสมบูรณ์ซึ่งน้อยกว่าที่คาดการณ์ได้

มีเทคโนโลยีการขับเคลื่อนแบบอื่นที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงซึ่งน่าจะเหมาะสมกว่าสำหรับยานอวกาศประเภทอื่น ๆ พลังงานนิวเคลียร์เหมาะสมที่สุด เราสามารถทำการฟิชชันนิวเคลียร์ได้แล้ว (เป็นวิธีที่เราใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่นี่บนโลก) แต่การหลอมนิวเคลียร์จะเป็น มาก มีประสิทธิภาพมากกว่า. เทคโนโลยีแนวความคิดอื่น ๆ อีกมากมายสร้างขึ้นจากเทคโนโลยีฟิวชั่นเช่นการใช้เลเซอร์และลำอิเล็กตรอนเพื่อขับเคลื่อนเรือไปข้างหน้า น่าเศร้าที่เราดูเหมือนจะไม่ได้ใกล้ชิดกับการหลอมรวมความเป็นจริงมากกว่าที่เราเคยเป็นเมื่อสิบปีก่อน

อุปสรรคใหญ่อีกประการหนึ่งของการออกแบบยานอวกาศคือความเป็นอยู่ การส่งผู้คนไปยังอวกาศเป็นอีกสิ่งหนึ่งเพื่อให้พวกเขามีชีวิตอยู่ อาร์มสตรองอ้างว่าหลังสามารถทำได้ แต่เฉพาะกับดิน

“ ถ้าเราจะอยู่รอดเราจะต้องการดิน” เธอกล่าว “ นั่นคือสิ่งที่เป็นสารอินทรีย์”

ดินมีความจำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืชซึ่งจำเป็นต่อการผลิตออกซิเจนผลไม้และผัก พืชชนิดต่าง ๆ ยังสามารถให้วัสดุอินทรีย์ที่แตกต่างกันมากมายที่เป็นประโยชน์ในสถานการณ์ที่หลากหลาย น่าเสียดายที่งานวิจัยนี้ยากที่จะติดตาม สนธิสัญญาอวกาศนอกโลกระหว่างปี 1967 จำกัด การทดลองเกี่ยวกับจุลินทรีย์ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง นักวิทยาศาสตร์จะต้องคิดหาวิธีที่จะใช้กระบวนการทางเคมีแบบไดนามิกเพื่อทำให้เกิดพื้นที่ที่มีการแปลสูง สิ่งนี้จะต้องมี "ดินมาก"

“ เราสามารถออกแบบผ้ายืดอายุการใช้งานที่ซับซ้อนซึ่งเหนือความคิดเรื่องน้ำและอากาศผสมในอัตราส่วนที่กำหนด” อาร์มสตรองกล่าว “ ถ้าเราแนะนำสิ่งมีชีวิตชนิดต่าง ๆ และอาจเป็นผ้าที่มีเทคโนโลยีเราอาจพบว่าดินสามารถทำสิ่งที่น่ากลัวมากกว่าที่พวกเขาทำตามธรรมชาติ”

ชีววิทยาสังเคราะห์ยังสามารถช่วยเราในพืชชีววิศวกรรมที่สามารถมีบทบาทสำคัญในสภาพแวดล้อมของเอ็นเตอร์ไพรส์ พืชเหล่านี้สามารถผลิตออกซิเจนในปริมาณที่มากขึ้นใช้ทรัพยากรน้อยกว่ากรองระบบน้ำเพื่อรีไซเคิลน้ำดื่มผลิตผักและผลไม้ในอัตราที่เร็วขึ้นเป็นต้น

แต่ที่อยู่อาศัยที่ยั่งยืนไม่ได้หมายถึงการจัดหาทรัพยากรเพื่อช่วยในการเติบโตชีวิต อาร์มสตรองใช้เวลาสำรวจ“ เทคโนโลยีการใช้ชีวิต” เป็นจำนวนมากซึ่งวัสดุที่ใช้ในการเผาผลาญทำหน้าที่เป็น“ ส่วนต่อประสานทางเคมีหรือภาษาที่โครงสร้างเทียมเช่นสถาปัตยกรรมสามารถเชื่อมต่อกับระบบธรรมชาติได้” โดยทั่วไปวัสดุเหล่านี้มีคุณสมบัติการเผาผลาญ เพื่อแปรสภาพเป็นรัฐต่าง ๆ ผ่านกระบวนการพลังงาน อาร์มสตรองมีความสนใจมากที่สุดในการทำความเข้าใจว่าวัสดุที่ใช้ในการเผาผลาญสามารถมีส่วนร่วมในการสร้างภูมิทัศน์ทางนิเวศน์วิทยาควบคู่ไปกับวัสดุโครงสร้างทั่วไปได้อย่างไร

ตัวอย่างหนึ่งคือ“ หยดน้ำมันโปรโตเซลล์” ที่สามารถเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ สภาพแวดล้อมและรับพฤติกรรมที่ซับซ้อนตามสภาพการเปลี่ยนแปลง นี่อาจหมายถึงการไวต่อแสงมากขึ้นเรื่อย ๆ การตอบสนองต่อการสั่นสะเทือนและการสั่นสะเทือน การปรับเปลี่ยนองค์ประกอบอากาศโดยการกำจัดของเสียประเภทต่าง ๆ; หรือแม้กระทั่งซ่อมแซมตัวเองหลังจากได้รับความเสียหาย ความสามารถสุดท้ายนั้นจะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการสร้างชั้นของยานอวกาศซึ่งจะช่วยลดความเสียหายที่เกิดจากวัตถุที่มองไม่เห็นอื่น ๆ ที่กระทบรอบอวกาศเช่นก้อนหินขนาดเล็กหรือน้ำแข็ง

อุปสรรคเหล่านี้ทำให้ไม่น่าเป็นไปได้ที่เราจะบรรลุถึงกำหนดเส้นตาย 2100 เอ็นเตอร์ไพรส์ของ Armstrong แม้ว่าข้อ จำกัด ทางเทคโนโลยีจะไม่เป็นปัญหา แต่กองกำลังทางเศรษฐกิจและการเมืองจะชะลอกระบวนการอย่างไม่ต้องสงสัย ถึงกระนั้นอาร์มสตรองก็หวังว่าด้วยความสนใจที่เพิ่มขึ้นในการกลับไปยังดวงจันทร์และนำมนุษย์ไปสู่ดาวอังคารในไม่ช้าเราอาจจะจัดตั้งสถานีวิจัยขึ้นโดยเฉพาะเพื่อพิจารณาว่าจะสร้างเอ็นเตอร์ไพรส์ได้อย่างไร

“ เราค่อนข้างจริงจังกับการสร้างอารยธรรมดาวเคราะห์” อาร์มสตรองกล่าว

“ แม้ว่าฟังดูเหมือนนิยายวิทยาศาสตร์ แต่การคิดเกี่ยวกับเอ็นเตอร์ไพรส์เชิญชวนให้เราคิดอย่างมีกลยุทธ์เกี่ยวกับวิธีการที่เราทำสิ่งต่าง ๆ ในระยะยาวเพื่อให้คนรุ่นต่อ ๆ ไปมาถึง เราไม่รู้ว่าจะเกิดอะไรขึ้นต่อไป แต่เราต้องไปสู่สิ่งที่ไม่รู้จัก”